我国学者成功开发水处理新型消毒技术

【导读】

近日，清华大学环境学院胡洪营和深圳国际研究生院吴乾元、杨诚团队报道了一种基于纳米尖端的水力学杀菌新机制，即平缓水流可以通过碳包覆纳米尖端与细菌的色散作用有效地撕裂细菌。结合理论计算进一步证实，sp2碳与细菌细胞膜具有强烈的色散相互作用，使细菌在流场中被纳米尖端捕获，进而在流场曳力影响下对细菌产生撕扯而破裂细菌。

研究人员利用多孔泡沫铜制备了碳包覆纳米线，当受污染水样流经该材料时，即可对水中细菌造成严重的机械破损。结合流场计算、细菌机械强度测试，以及细菌受力有限元模拟，证实碳包覆纳米尖端的瞬时粘附-流场撕扯效应能够突破细菌的临界应力，而水流冲击下细菌与纳米尖端发生的碰撞作用不能破坏细菌。

该机制可有效杀灭水中的多种典型细菌，并在一个月连续运行过程中保持稳定高效消毒。该技术利用水流动能杀灭病原菌，无需化学试剂或额外的能量供应，避免了二次污染问题。研究成果可为分散式水处理以及偏远地区的饮用水安全管理提供新的策略，对其他领域的病原微生物控制也具有启发意义。

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论文信息：

标题：Hydrodynamic tearing of bacteria on nanotips for sustainable water disinfection

出版信息：Nature Communications，15 September 2023

DOI：10.1038/s41467-023-41490-5

转自：“科研之友 ScholarMate”微信公众号

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