碳納米管薄膜工業化量產了！

有史以來對工業生產的小直徑碳納米管膜的首次研究表明，這些材料在特性和性能方面與小型實驗室原型一樣好。這些實驗還揭示了一些重要的現象，可以在諸如海水淡化，空氣凈化和工業氣體分離等應用中得到很好的應用，舉三個例子來說。

轉換二氧化碳，水和太陽能或風能

德克薩斯大學奧斯汀分校的領導Benny Freeman解釋說：「我們是首次對一家初創公司大規模製造的碳納米管（CNT）膜進行測試，這與以前的研究完全不同，以前的研究僅針對實驗室小批量生產的CNT膜，能夠以較低的成本獲得如此大量此類材料的生產是一項令人興奮的發展。」

Freeman和他康涅狄格大學的的同事以及位於紐約市的初創公司Mattershift決定研究通過這些膜的氣體和水的傳輸方式，來了解它們在這方面的特性和性能是否與先前研究過的實驗室規模原型相符合。「我們發現他們的確做到了，同時也觀察到一些重要的現象，在之前只是預測這些現象會出現在小尺寸碳納米管上，而在實驗中並不常見。」

CNT內壁的表面擴散

所謂的電弧放電CNT的管的內徑僅在0.67nm和1.27nm之間。 在如此小規模的研究中，研究人員預測應該存在一定的運輸機制，包括沿著納米管內壁的表面擴散。Freeman說：「這裡的運輸類型與傳統的努森擴散或粘性流動完全不同，特別是，它比努森擴散快得多，因為吸收現象開始在這裡變得很顯著。」

「例如，我們發現丙烷會像氦一樣通過這些膜擴散，儘管丙烷的重量比氦重11倍，所以通常預計流動的速度要慢得多。我們認為，快速運輸速率來自碳氫化合物對內部CNT壁的親和力。」

吸收效應很關鍵

研究人員還觀察到，流過膜的水量比Hagen-Poiseuille流量高1000倍，這一結果與之前對實驗室材料的研究結果一致。另一個重要發現是在混合運輸實驗中，二氧化碳在氮氣中的擴散速度比氮氣快。Freeman再一次強調，這種行為可能是由於吸收效應。

「Mattershift希望利用這些現象只消耗很少的能源來將燃料和生物燃料從稀的能源（如水）中分離出來，」他在納米技術網站上說到。「使用這些膜去除空氣中的二氧化碳並催化還原成乙醇和其他液體運輸燃料也是一種可能性。」

事實上，Mattershift創始人兼首席執行官Rob McGinnis表示，使用傳統技術已經可以完成這一步驟，但到目前為止，成本太高，無法實用。他在一份公司新聞稿中寫道：「利用我們的技術，能夠生產出比化石更便宜的零碳汽油、柴油和噴氣燃料。」

面向現實世界的應用

Mattershift還表示，它正致力於使用這些膜從玉米，甘蔗和纖維素髮酵液等來源中提取乙醇燃料，從而將這種可再生燃料的化石燃料用量減少90％ - 將蒸餾技術替換為一種稱為滲透蒸發的技術。

Freeman補充說：「我們期待著發現這種新型膜片在這種工業氣體和能量應用中的作用。我們的實驗室是這些領域的領導者，並且有機會獲得這些商用CNT膜有望帶來新的在現實中的應用。」

原文題目：CNT membranes go industrial，原文來自nanotechweb，由材料科技在線團隊翻譯整理

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