Mattershift：新技术生产大型碳纳米管膜使众多产业更节能

    总部位于纽约的Mattershift公司与麻省理工学院和耶鲁大学的校友在制造碳纳米管（CNT）大型膜方面取得了突破性进展。这家初创公司正在开发这种技术，该技术结合和分离单个分子，从空气中除去二氧化碳，制造汽油、柴油和喷气燃料。

试验证实，Mattershift公司的大型CNT膜与之前发表在科学进展文献中的小型CNT膜性能特点相匹配。本文是mattershift和得克萨斯大学奥斯汀分校的Jeffrey McCutcheon博士和康涅狄格大学Benny Freeman博士实验室的研究人员之间合作的结果。

20年来，研究人员已经证明，碳纳米管膜为各种各样的应用提供了巨大的希望，包括低成本生产乙醇燃料、精确的药物输送、海水的低能耗脱盐、药物化合物的纯化和高性能的燃料生产催化。制造碳纳米管膜工艺困难，并且昂贵的成本将他们限制在大学实验室，这是碳纳米管广泛使用的主要阻碍。mattershift能够批量生产碳纳米管膜释放出这种技术的巨大潜力。

“实现大规模碳纳米管膜的生产是膜领域的一个突破，” 得克萨斯大学奥斯汀分校化学工程教授Freeman博士说。采取这样的新材料在商业层面上产生一个巨大的挑战，所以我们非常高兴看到Mattershift在这里的所作所为。碳纳米管在分子分离方面有着巨大的潜力，而这项技术只是在挖掘可能应用的表面而已。

Mattershift公司已经完成了第一次销售，并将于今年晚些时候将产品运用于海水淡化过程，这个过程使用的能量，是目前试验中所使用的最小数值。

“我们很兴奋与Mattershift 合作，因为Mattershift生产的膜可以量身定制，让盐通过我们的系统，同时保留我们汲取的溶质。”加利福尼亚佩特卢马特雷维系统公司的首席执行官John Webley说。去年在阿联酋的试验工厂，我们使用Mattershift的膜进行海水淡化，已经展示了世界上最小的能源消耗，这个结果将使我们能够推动更低的能耗。”

三项重大进展使这一突破成为可能。首先，在过去的10年中，碳纳米管的成本降低了100倍，其质量也有了相应的提高。第二，人们越来越理解物质在纳米受限环境中的行为，比如在纳米碳管的内部，在这种情况下，分子以高速度移动，其行为与散装流体不同。第三、不断增加的资金支持艰难的科技创业公司，这使mattershift花5年时间密集研发这项技术。

“这项技术使我们对过去的物质世界有了从未有过的控制，”Mattershift Founder首席执行官Rob McGinnis博士说。我们可以选择哪些分子通过我们的膜，这个过程他们发生了什么事？例如，现在我们正在努力从空气中除去二氧化碳，并将其转化为燃料。这已经用传统技术完成了，但是实际应用太昂贵了。利用我们的技术，我想我们将能够生产比化石燃料更便宜的汽油、柴油和喷气燃料。

使用碳纳米管膜生产燃料实际上只是诺贝尔奖获得者Richard Feynman在20世纪50年代被称为分子工厂的技术的一个例子。分子工厂结合其它过程，如催化、分离、纯化、分子水平操作的纳机电系统（NEMS）。每一个纳米管都充当传送带，对分子通过单个通道执行功能，类似于工厂如何在宏观尺度上运行。

McGinnis说：“我们应该将不同类型的碳纳米管膜组合在一台机器上，这种机器能做分子工厂早就预料到的事情：从基本的分子构建块中制造我们需要的任何东西。”我们可以从空气中印刷物质。想象一下在火星上有一个这样的装置。你可以从大气、土壤或回收的物质上打印食物、燃料、建筑材料和药品，而不必将它们从地球运输出去。

文章来自phys网站