多功能纳米颗粒让净水如此简单

材料牛注：如何获得健康的饮用水是全世界都关心的话题，为解决这一世界难题，来自武汉大学和南京大学的研究团队开发出了一种多功能纳米颗粒，这种神奇的小东西可以直接将污水净化到达饮用标准。

水污染是造成世界范围内死亡和疾病的元凶，因此，为全世界人提供安全的饮用水是当今科学技术面临的重大挑战。中国的研究人员使用多种技术合成的混合型纳米颗粒发明了一种高效且可循环再生的水过滤器，它能将污水净化到安全饮用标准。将混合型纳米粒子分散进纤维素水凝胶中便可以形成这一有效的净水系统。混合型多功能纳米粒子的设计策略在环境科学的其他领域也有广阔的应用前景。

使用吸附材料净水是一种思路简单、成本低廉且能量利用率高的方法。理想的吸附材料要求具有高度选择性、多重目标性、快速吸附性。虽然吸附方法便捷，但大多数典型的净化吸附材料仅有一些理想特性并不能达到完美。这是因为有些特性它们天生就是矛盾的，比如说，对于污染物的强大结合力和好的循环利用性，吸收高度选择性和多重目标性。而混合型多功能纳米粒子集理想特性于一身，巧妙地将几个不同系列的的污染物吸收整合进了一种多功能的粒子中。

为了证明新型混合纳米粒子的有效性，科学家将其分散进了纤维素水凝胶中，然后将其置于普通净水器的空的过滤单元中。他们使用环境水样本来测试过滤装置，结果样本中的目标污染物成功减少并达到了安全饮用标准。同时，这种粒子可以在除去污染物后再次使用，循环6周后仍保持良好的净水功能。

这些混合纳米粒子是用两步法构建起来。开始时使用氧化铁Janus纳米银粒子作为基体粒子，然后将粒子的每一面都选择性的添加不同的受体以选择性结合目标污染物。图中，银离子的表面就添加了与水银结合的受体，而氧化铁粒子的表面则装饰了以双酚A为目标的受体。这种复合纳米粒子可以目标吸收三种不同的污染物：水银，双酚A以及对银离子敏感的细菌污染。因此，这种多功能纳米粒子可以为特定的污染物量身制定。此外，上述复合粒子还具有开放性多孔结构和大的污染物吸收表面积的优点。

原文链接：Drinking water: water purification using multi-functional nanoparticles：

本文由编辑部顾玥提供素材，任洁编译，赵瑾审核。