具有纳米级通道的水过滤器可选择性地去除顽固的“永久性化学物质”

传统的水过滤器很难去除较小的PFAS分子，但莫纳什大学设计的一种新过滤器改变了这一点。莫纳什大学的研究人员开发了一种水过滤膜，可以有效地去除小的PFAS分子，克服了传统水过滤器面临的重大挑战

研究小组设计了一种β-环糊精（βCD）修饰的氧化石墨烯（GO-βCD）膜，其具有纳米级通道，可选择性地保留PFAS，同时允许水通过。该研究发表在ACS Nano杂志上

PFAS，通常被称为“永久化学品”，广泛应用于工业和消费品中，在环境中持续存在并构成潜在的健康风险。澳大利亚饮用水和水道中的PFAS污染是社区、政府和供水服务提供商日益关注的问题。目前，一项联邦调查正在调查其在全国范围内的使用规模和影响

在测试中，莫纳什膜的性能明显优于传统的聚酰胺膜，后者通常只能去除约35%的短链PFAS。该团队还证实，该膜形成了一个阻止PFAS运动的能量屏障，有效地阻止了污染

研究第一作者、莫纳什大学博士生Eubert Mahofa强调了这一突破在PFAS过滤方面的意义

“PFAS很难管理，因为它们很容易溶解在水中，并且可以远离其原始来源传播，使污染难以控制和修复。从水中去除小PFAS分子一直是现有过滤器的主要障碍，”Mahofa说

“我们的方法通过过滤和浓缩这些有害化学物质来解决这个问题，同时仍然允许水有效地流动，使其成为补充PFAS销毁技术的有力候选者。”

该项目的联合研究员Sally El Meragawi博士强调了该膜对全球水处理策略的潜在影响

El Meragawi博士说：“通过将先进材料与智能化学相结合，我们创造了一种高效的方法来解决这一全球污染问题。我们膜的独特结构使其能够有效地去除最小的PFAS分子。”

“我们的方法还为未来的膜技术铺平了道路，这些技术专门用于去除饮用水和废水处理应用中的目标污染物。它还保留了水中的关键营养物质，使其成为与传统纳滤系统一起使用的有吸引力的方法。”

该膜是使用剪切对准印刷技术制造的，这是一种可扩展的技术，可以实现氧化石墨烯薄膜的工业规模生产

传统的聚酰胺膜难以阻挡较小的PFAS分子。相比之下，测试和模拟表明，莫纳什大学设计的膜形成了一个强大的屏障，即使在不同的温度下，也能有效地阻止PFAS通过，同时保持高效的水流

支持这项工作的澳大利亚研究委员会2D材料先进制造研究中心（AM2D）主任Mainak Majumder教授强调了该技术的更广泛影响

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Majumder教授说：“PFAS过滤的这一突破有可能彻底改变全球PFAS污染的管理方式，其应用范围从垃圾渗滤液处理到工业废水净化。”

“我们的技术为开发先进的纳滤膜开辟了新的可能性，通过选择合适的结合化学物质来去除特定的分子物种。”

莫纳什大学、Clean TeQ Water及其专注于石墨烯的子公司NematiQ之间的长期合作支持了创新膜技术的开发和商业化

Clean TeQ Water和NematiQ的首席执行官Peter Voigt表示：“开发用于去除PFAS的改性石墨烯膜是水处理领域令人兴奋的进步。NematiQ期待与莫纳什大学密切合作，将这项创新技术推向市场。”

“我们很高兴继续与NematiQ合作，推进这项有前景的石墨烯膜技术的商业化。这样的合作是将研究转化为现实世界影响的关键，”Majumder教授说 More information: Eubert Mahofa et al, Manipulating Intrapore Energy Barriers in Graphene Oxide Nanochannels for Targeted Removal of Short-Chain PFAS, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.4c15413

Journal information: ACS Nano