气凝胶的结构是由石墨烯片在碳纤维网络上拉伸形成的。

蛋白被用来清除水中的塑料微粒

图片来源:Shaharyar Wani

普林斯顿工程学院的研究人员已经将蛋白转化为一种新材料,可以以低廉的成本去除海水中的盐和微塑料。

科学家们用蛋白制造了一种气凝胶,这是一种轻质多孔材料,可用于多种用途,包括水过滤、储能、隔音和隔热。

在一次教师会议上,普林斯顿大学负责创新的副院长克雷格·阿诺德(Craig Arnold)想出了这个主意。当时他正在开发用于工程应用的新材料。

“我坐在那里,盯着三明治里的面包,”他说。“我对自己说,这正是我们需要的那种结构。”

阿诺德要求他的实验室团队将碳混合在不同的面包食谱中,看看他们是否能重现他所寻找的气凝胶结构。一开始,这些配料都不太管用,所以该团队一直在减少配料,直到只剩下蛋白。

“我们从一个更复杂的系统开始,”阿诺德说,“我们不断地减少、减少、减少,直到我们找到它的核心。正是蛋白中的蛋白质导致了我们所需要的结构。”

蛋白是一个几乎纯蛋白质的复杂系统,当冷冻干燥并在无氧环境中加热到900°C时,就会形成一种由碳纤维链和石墨烯薄片相互连接的结构。

发表在材料今天,阿诺德和他的合作者表明,合成的材料可以分别以98%和99%的效率去除海水中的盐和微塑料。

该论文的第一作者塞默斯·奥兹登(Sehmus Ozden)说:“即使先在炉子上煎一下,或者打一下,蛋白也能发挥作用。”

“鸡蛋很酷,因为我们都能接触到它们,而且它们很容易获得,但你要小心与食物循环竞争,”阿诺德说。

因为其他蛋白质也起作用,这种物质可以以相对低廉的成本大量生产,而且不会影响食物供应。奥兹登指出,研究人员的下一步是改进制造过程,使其可以更大规模地用于水净化。

如果这一挑战能够得到解决,这种材料将会带来巨大的好处,因为它的生产成本低,使用效率高,效率高。

“活性炭是最便宜的水净化材料之一。我们将我们的结果与活性炭进行了比较,发现效果要好得多。”

然而,尽管阿诺德认为水的纯度是一个“重大挑战”,他也在探索与能源储存和绝缘相关的其他用途。

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