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神奇的“黑色玻璃片”靠可见光快速杀菌
凌启渝
■ 纳米结构设备,20分钟内用可见光杀灭细菌 谢瑾(斯坦福大学)
■ 设备的工作原理图 图 Jin Xie/Stanford
  如果身陷险境,想杀灭受污染水里的细菌,一个不错的办法是把水装进透明瓶子直接放在阳光下,让紫外线来完成杀菌。不过这个过程颇费时间,可能需要6到48个小时才能有效。

  最近,美国能源部SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学的科学家开发了一个“加急版”替代品,装置由太阳光中的可见光激活,短短20分钟内就能杀死水中99.999%的细菌,让水能安全饮用。

  这是一个约半张邮票大小的矩形,放进盛水的透明容器,看上去就像一块黑色的玻璃片。实际上,它的基板还真是由玻璃制成的,上面有一层纳米尺寸的二硫化钼薄片。这些薄片不是平铺的,而是侧身堆砌在一起,薄片的边缘部分涂覆着薄薄的铜,向上暴露着。附图右下角的电子显微照片,显示了设备表面纳米结构的图案。

  当黑方块晒到太阳时,阳光中的可见光使二硫化钼和铜都起到催化剂的作用,引发水中形成过氧化氢等消毒剂,杀灭细菌。有趣的是,过20分钟细菌杀灭后,上述化学物质尽数消失,留下的是纯净的水。

  科学家说,这个装置起效比紫外线照射快得多,并不难理解:毕竟紫外线仅携带太阳光能量的4%;而这次起作用的可见光,则携带了太阳光50%的能量。

  相关的研究论文发表在《自然纳米技术》上。作者提醒,这项技术只适用于杀灭细菌,并不涉及去除化学物质。另外,到目前为止,这个装置只对3株细菌菌株进行了成功的测试,尽管有理由相信它应该对其他尚未测试的细菌也有效。

  凌启渝

     
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