據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)11月28日(北京時間)報道，最近，英國劍橋大學科學家開發(fā)出一種名為“集合滲透震動”(collective osmotic shock，COS)的新方法來制造多孔納米材料，可大大提高制造效率，在水資源過濾、發(fā)光設(shè)備制造和化學傳感器等方面具有廣闊應用前景。新研究發(fā)表在《自然·材料學》上。

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人們以前認為，要制造多孔材料必須有主輔成分，輔料成分既要和主料成分相連，還要與外界相通，這樣才能便于清除，輔料成分除去后，就在主材料上留下小孔。而在新方法中，輔料成分完全被包入主料中形成陣列，利用輔料的滲透力和結(jié)構(gòu)形成納米孔，更加高效靈活。

論文領(lǐng)導作者、劍橋大學卡文迪許實驗室的埃森·西瓦尼亞說：“這種方法就像化學課上把鹽水氣球放在淡水浴中，演示怎樣能把鹽從氣球中取出。鹽無法離開氣球，但水會不斷進入，不斷沖淡氣球中的鹽度。更多水進入后，氣球會漲起甚至爆裂，鹽就被完全釋放出來?！?/p>

“在我們的實驗中基本也是如此。輔料被陷落在主材料的成分中，產(chǎn)生了一系列微小爆裂，由此和外界連通而釋放出被包在其中的輔料成分，給主材料打開許多小孔。” 西瓦尼亞說，這種獨特的工藝也可用來開發(fā)過濾器，能清除水中極微小的染料顆粒。目前，這是一種有效的過濾系統(tǒng)，可幫助貧困國家獲得淡水，還可以用于過濾地下水，清除工業(yè)廢水中的重金屬。隨著進一步開發(fā)，它還能成為一種低技術(shù)含量低耗能的海水淡化路線。

研究人員還和光子與光電學專家合作，用新工藝制作的材料做成電極模板，用在發(fā)光設(shè)備中。由于材料微孔具有獨特的堆積式陣列，提供了一種高效多光子層，能吸收微量的化學物質(zhì)而改變顏色，可用在傳感器或光學組件中。西瓦尼亞還指出，目前他們還在進一步開發(fā)該技術(shù)在多方面的應用，如太陽能電池、超級電容電極、燃料電池等。

由于具備密度低、強度高、重量輕、隔音隔熱等連續(xù)介質(zhì)材料所不具備的特點，多孔材料一直受到材料學家的青睞。再加之納米材料的特殊性能，納米多孔材料更是成為科學家關(guān)注的熱點。然而，以往制備納米多孔材料的過程復雜且昂貴，不僅要通過傳統(tǒng)方法移除材料中的小組分形成納米孔，且必須對小組分材料有所考慮，使用多重金屬組分。新方法使制備方法大大簡化，成本也大幅降低，這無疑為這種用途廣泛的特殊材料鋪平了通向應用的道路。