科学探索|科学家开发类似海绵的新材料可吸收空气中的有毒化学物质科学家开发类似海绵的新材料

爱尔兰利默里克大学的科学家们创造了一种能够从空气中去除有害物质的新材料。据研究人员称，这种物质使用的能量远远低于目前的材料，并能从空气中捕获微量的有害污染物苯。

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研究人员认为，这种海绵状的多孔材料可能会彻底改变对清洁空气的追求，并为应对气候变化做出实质性贡献。
利默里克大学贝尔纳尔研究所的贝尔纳尔晶体工程主席和爱尔兰科学基金会研究教授Michael Zaworotko教授及其同事开发了这种新材料。这些发现于2022年4月28日在著名的《自然-材料》杂志上报道。
包括苯在内的挥发性有机化合物（VOCs）是一类有毒污染物，会造成严重的环境和健康问题。开发从空气中去除痕量浓度的苯的技术，并以低能耗的方式进行，这两个挑战直到现在都没有被克服。
Zaworotko教授解释说：“我们已经开发了一个多孔材料系列--像海绵一样--来捕捉污染空气中的苯蒸气，并在很长的工作时间内产生清洁的气流。”
“这些材料可以在温和的加热下轻松再生，使它们成为空气净化和环境修复的候选材料。”
“我们的材料在灵敏度和工作时间方面都能比传统材料做得更好。”

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利默里克大学化学科学系的Zaworotko教授和孔祥晶（音译）博士与来自几所中国大学的研究人员一起开发了这种新的多孔材料，这种材料对苯有很强的亲和力，即使在苯含量只有十万分之一的情况下也能捕捉到这种有毒化学物质。
研究人员表示，这种材料类似于瑞士奶酪，因为它充满了孔，正是这些孔吸引了苯分子。在能源方面，由于捕获过程是基于物理而不是化学键，捕获和释放的能量足迹比前几代材料要低得多。
“分解气体混合物是很难做到的。对于构成空气的次要成分来说尤其如此，其中包括二氧化碳和水。”Zaworotko教授解释说：“”我们新材料的特性表明，对于苯来说，分解不再是一件难事。”
【科学探索|科学家开发类似海绵的新材料可吸收空气中的有毒化学物质】Zaworotko教授实验室早期的工作导致了碳捕获和水收集的领先材料。水收集材料具有从大气中捕捉和释放水的有利特性，已经被用于除湿系统。

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孔祥晶博士解释说。“基于智能设计，我们的材料能很好地解决技术和社会方面的挑战，例如从空气中去除微量苯。这对传统材料来说是很难的，因此突出了多孔材料的魅力。”
总的来说，这些结果表明，利默里克大学科学家发明的这种新一代定制多孔材料可以实现从空气中捕获有毒化学品的一般方法。
“芳香族异构体很难用传统方法在其混合物中进行分离，这些方法总是很耗费能源， ”孔祥晶博士解释说。
“这项研究为设计多孔材料提供了可能性，以低能耗的方式有效分离这些化学品，并从空气中去除其他微量污染物。”
这项研究得到了欧洲研究理事会和爱尔兰科学基金会的资助。

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