2006年11月28日 18:50
淡水對於人類生存而言是最重要的資源之一。但隨著人口增長、經濟的發展和污染的加劇，如何保障廉價獲取清潔的水資源卻成為一個越來越緊迫的問題。儘管傳統水處理方法能去除水中的大部分雜質，但在處理某些具有高毒性比如某些重金屬物質時效率卻並不高。為此，美國賴斯大學生物與環境納米技術中心（CBEN）開發了一種去除水中有毒物質砷的技術。這項技術的誕生得益於一項關於鐵銹顆粒將有磁相互作用的發現。
砷是水中的一種常見污染物，它既可能來自於自然界也可能來自於人為。統計顯示攝入砷與膀胱癌和直腸癌發病幾率增加有明顯聯繫。為此美國政府還對飲用水中的砷含量作出了進一步限制。
CBEN主任維姬·科爾文說：“飲用水的砷污染是一個全球性問題，雖然現在有辦法去除砷，但需要昂貴的硬體和使用電的高壓泵。我們的方法簡單而不需要電力。雖然目前使用的納米顆粒還比較貴，但我們正在研究生產它的新方法，將來使用鐵銹、橄欖油和燃氣灶就可以製造。”研究人員發現，納米級的磁鐵礦顆粒和大塊的鐵礦石一樣對砷具有很好的吸附能力，而且砷一旦吸附就很難分離。
科爾文說：“這麼小的磁性顆粒過去被認為只會與強磁場發生作用。但在掌握了製作不同大小納米顆粒的技術後，我們開始研究需要多大的磁場才能把顆粒物移出懸浮液。我們吃驚地發現並不需要多大的電磁場就能做到，某些情況下手持磁鐵就能勝任。”
在試驗中，水中懸浮著同樣大小的鐵氧化物顆粒在磁場作用下，都被移出了溶液，只剩下凈化水。研究人員測量了移出的顆粒發現這並非是由於顆粒物在磁場作用下聚集在一起，而是納米顆粒間磁相互作用的結果。研究人員內特森說：“隨著顆粒體積的減小，顆粒上的作用力會快速降低，傳統模型認為需要強磁場才能移出這些顆粒。但我們的試驗表面納米顆粒間存在相互作用，只要用手持磁體使很少的納米顆粒開始移動，納米顆粒就會相互作用，從而一塊被移出水外。”
經過不斷的試驗證明，這種顆粒可以使飲用水中砷污染物含量減少到美國環保署要求的水準。
科爾文的小組正與同校的梅森·湯姆森小組合作，進一步開發砷處理技術。湯姆森的初步計算顯示這種方法是切實可行的，製造納米鐵銹的原料並不貴，而如果加工方法成熟成本將很低。此外，他們已經為此工作了幾個月，使發展中國家的村民可以很容易製造這種納米材料，而原材料僅僅是鐵銹和脂肪酸（可以是橄欖油或椰子油）。
