【消費電子實驗室-2024/8/2】京都大學發布公報，稱其聯合德國研究小組研發出了一種新型高分子材料，能有選擇性地大量捕捉水中有毒的重金屬離子，凈化水環境。
據介紹，其靈感來自于通過選擇性捕獲植物體內有毒重金屬離子來保護植物和水環境的蛋白質。相關成果已經發表在《自然・通訊》上（DOI：s41467-024-49869-8）。 目前常用的凈水材料主要依靠材料中的小孔吸附離子，或者通過材料中的離子和水中的離子相交換來凈化水。但這些凈水材料通常很難兼顧清除效率以及有選擇性地清除目標離子。 一些動植物巧妙利用能選擇性地與特定重金屬離子結合的蛋白質，保護自身免受重金屬離子毒害。比如，植物會利用細胞內的植物螯合肽，選擇性地捕捉根部吸收的地下水中包含的鎘等重金屬離子，并把它們封閉進液泡中。
研究人員受此啟發，設計出一種合成高分子，這種高分子擁有植物螯合肽與重金屬離子結合時所利用的相同的官能團。研究小組證實了它和鎘離子的結合能力超過植物螯合肽。 研究小組還實現了這種高分子材料的超高集成，使得捕捉離子的效率得到極大提升。在對工業廢水進行的凈化實驗中，3 毫升這種超高集成材料在一小時內將 300 毫升廢水中的鎘離子清除到符合世界衛生組織設定的飲用水標準。 |
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