Mattershift：新技術生產大型碳納米管膜使眾多產業更節能

總部位於紐約的Mattershift公司與麻省理工學院和耶魯大學的校友在製造碳納米管（CNT）大型膜方面取得了突破性進展。這家初創公司正在開發這種技術，該技術結合和分離單個分子，從空氣中除去二氧化碳，製造汽油、柴油和噴氣燃料。

試驗證實，Mattershift公司的大型CNT膜與之前發表在科學進展文獻中的小型CNT膜性能特點相匹配。本文是mattershift和得克薩斯大學奧斯汀分校的Jeffrey McCutcheon博士和康涅狄格大學Benny Freeman博士實驗室的研究人員之間合作的結果。

20年來，研究人員已經證明，碳納米管膜為各種各樣的應用提供了巨大的希望，包括低成本生產乙醇燃料、精確的藥物輸送、海水的低能耗脫鹽、藥物化合物的純化和高性能的燃料生產催化。製造碳納米管膜工藝困難，並且昂貴的成本將他們限制在大學實驗室，這是碳納米管廣泛使用的主要阻礙。mattershift能夠批量生產碳納米管膜釋放出這種技術的巨大潛力。

「實現大規模碳納米管膜的生產是膜領域的一個突破，」 得克薩斯大學奧斯汀分校化學工程教授Freeman博士說。採取這樣的新材料在商業層面上產生一個巨大的挑戰，所以我們非常高興看到Mattershift在這裡的所作所為。碳納米管在分子分離方面有著巨大的潛力，而這項技術只是在挖掘可能應用的表面而已。

Mattershift公司已經完成了第一次銷售，並將於今年晚些時候將產品運用于海水淡化過程，這個過程使用的能量，是目前試驗中所使用的最小數值。

「我們很興奮與Mattershift 合作，因為Mattershift生產的膜可以量身定製，讓鹽通過我們的系統，同時保留我們汲取的溶質。」加利福尼亞佩特盧馬特雷維繫統公司的首席執行官John Webley說。去年在阿聯酋的試驗工廠，我們使用Mattershift的膜進行海水淡化，已經展示了世界上最小的能源消耗，這個結果將使我們能夠推動更低的能耗。」

三項重大進展使這一突破成為可能。首先，在過去的10年中，碳納米管的成本降低了100倍，其質量也有了相應的提高。第二，人們越來越理解物質在納米受限環境中的行為，比如在納米碳管的內部，在這種情況下，分子以高速度移動，其行為與散裝流體不同。第三、不斷增加的資金支持艱難的科技創業公司，這使mattershift花5年時間密集研發這項技術。

「這項技術使我們對過去的物質世界有了從未有過的控制，」Mattershift Founder首席執行官Rob McGinnis博士說。我們可以選擇哪些分子通過我們的膜，這個過程他們發生了什麼事？例如，現在我們正在努力從空氣中除去二氧化碳，並將其轉化為燃料。這已經用傳統技術完成了，但是實際應用太昂貴了。利用我們的技術，我想我們將能夠生產比化石燃料更便宜的汽油、柴油和噴氣燃料。

使用碳納米管膜生產燃料實際上只是諾貝爾獎獲得者Richard Feynman在20世紀50年代被稱為分子工廠的技術的一個例子。分子工廠結合其它過程，如催化、分離、純化、分子水平操作的納機電系統（NEMS）。每一個納米管都充當傳送帶，對分子通過單個通道執行功能，類似於工廠如何在宏觀尺度上運行。

McGinnis說：「我們應該將不同類型的碳納米管膜組合在一台機器上，這種機器能做分子工廠早就預料到的事情：從基本的分子構建塊中製造我們需要的任何東西。」我們可以從空氣中印刷物質。想像一下在火星上有一個這樣的裝置。你可以從大氣、土壤或回收的物質上列印食物、燃料、建築材料和藥品，而不必將它們從地球運輸出去。

文章來自phys網站，原文題目為Startup scales up carbon nanotube membranes to make carbon-zero fuels for less than fossil fuels，由材料科技在線匯總整理。

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