采用MEMS马达降低海洋含碳水平
2016-04-25 11:09:19   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

工程师们发明了一种能在水中穿梭并有效去除二氧化碳的管状MEMS马达。MEMS马达表面以碳酸酐酶功能化，使马达能迅速将二氧化碳转化为碳酸钙

加州大学圣地亚哥分校的工程师们设计了带酶官能基的红细胞大小的MEMS马达，能在水中快速游动，去除二氧化碳并将之转化成有用的固体形态。

研究者们说，该概念验证研究代表了一个有希望的途径来减轻环境中主要温室气体二氧化碳的积累。

该团队由著名纳米工程教授和主席约瑟夫带领，在在这个月的《应用化学》期刊发表了该研究。

在他们的实验中，工程师们演示了MEMS马达能在二氧化碳饱和溶液中迅速脱去二氧化碳。MEMS马达在五分钟内从去离子水溶液中去除了90%的二氧化碳。

MEMS马达在海水溶液中一样有效，在相同时段内去除了88%的二氧化碳。

“在未来，我们可能会使用这些MEMS马达作为水处理系统的一部分，比如一种水脱碳厂。”本研究合作者Kevin Kaufmann说。

该MEMS马达基本上就是一根六微米长的管子，帮助将二氧化碳迅速转化为碳酸钙，这是一种见于蛋壳、各种海洋生物的贝壳、补钙药剂和水泥中的固体矿物。微电机有着保持碳酸酐酶的聚合物表面，能加快二氧化碳和水形成碳酸的反应。水溶液中加入了氯化钙，帮助碳酸转化为碳酸钙。

用氧气气泡自我推进

为了给水中的MEMS马达提供燃料，研究者们加入了过氧化氢，它与MEMS马达的白金内表面反应生成一波氧气气泡，推进MEMS马达运动。当它们被释放到过氧化氢含量仅有2%至4%的水溶液中时，MEMS马达能达到超过100微米/秒的速度。

显示MEMS马达在海水中运动的视频帧

然而，MEMS马达的一个缺点是使用过氧化氢作为燃料，因为这是一个额外添加剂，并需要昂贵的白金材料来建造MEMS马达。研究人员正计划下一步使碳捕获MEMS马达可以靠水驱动。

“如果MEMS马达可以使用环境作为燃料，它们将更有可扩展性，更环保，并且更便宜。”Kaufmann说。