可再生摩擦电人工超富集系统:可持续重金属检测与修复新策略

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Matter 17.3

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  来自国内的研究人员受自然界超富集植物启发,开发出集成纤维素吸附膜与摩擦电膜传感器(TEMS)的可再生人工超富集系统。该系统能同步实现重金属高效捕获(1 nM–1 mM)、实时检测(误差5.14%)及6次循环再生,为水-能源可持续发展提供多功能解决方案。

  

自然界中超富集植物(hyperaccumulator)的神奇能力激发了科研灵感——它们能高效捕获、响应并解毒重金属。基于此,研究者们设计出革命性可再生人工超富集系统,将纤维素基吸附膜与摩擦电膜传感器(Triboelectric Membrane Sensor, TEMS)巧妙结合。

这个智能平台如同环境"清道夫",不仅能吸附多种重金属离子,还通过摩擦电效应增强74.2%,实现超灵敏检测(1 nM–1 mM范围),预测浓度误差仅5.14%。更惊艳的是,经历6次再生循环后性能仍保持100%,堪称环境修复界的"永动机"。

纤维素膜就像纳米级捕手,专门锁定水中重金属"逃犯";而TEMS则化身电子哨兵,通过摩擦起电现象实时报警。这种"吸附-检测"联合作战模式,为工业废水处理、便携式监测设备带来突破,或许很快就能在资源匮乏地区大显身手,守护全球水安全与可持续能源未来。

(专业术语说明:nM=纳摩尔/升,mM=毫摩尔/升,TEMS=Triboelectric Membrane Sensor)

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