我國首創(chuàng)碳納米場(chǎng)效應(yīng)技術(shù)應(yīng)用居世界領(lǐng)先水平

來源：中國網(wǎng)

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2021-06-04 15:31:06

原標(biāo)題：我國首創(chuàng)碳納米場(chǎng)效應(yīng)技術(shù)應(yīng)用居世界領(lǐng)先水平

來源：中國網(wǎng)

上海國際水展是全球范圍內(nèi)超大規(guī)模的水處理展示平臺(tái)，6月2日第十四屆上海國際水展在上海虹橋國際會(huì)展中心隆重開幕。本次上海國際水展匯集景津、康泰、同臣、合續(xù)、杜邦、蘇伊士、美國海德能、時(shí)代沃頓、怡口、開能、吉之美、碧麗等2400家中外參展商。6月3日，中國科學(xué)院大學(xué)教授陳揚(yáng)和北京咖本水生態(tài)環(huán)境修復(fù)有限公司首席科學(xué)家劉南林受邀在水環(huán)境治理產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇分別作了《碳納米材料在水環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用》及《水體礦化還原技術(shù)原理》演講報(bào)告，首次公布我國首創(chuàng)的碳納米場(chǎng)效應(yīng)礦化還原技術(shù)，引起了在場(chǎng)國內(nèi)外專家和中外媒體的廣泛關(guān)注。

早在1997年，我國“863計(jì)劃”項(xiàng)目大面積類金剛石薄膜功能材料課題組的科學(xué)家就實(shí)現(xiàn)了金剛石碳材料的常溫制備，掌握了各種結(jié)構(gòu)納米碳材料的制備方法及其千變?nèi)f化的應(yīng)用特性。2003年，該科研課題組協(xié)作配套研制的航天員頭盔面罩及金屬部件表面處理，成功應(yīng)用在我國神舟五號(hào)首次載人航天工程。2020年，原“863計(jì)劃”科研課題組成員研制的納米鍍膜材料，經(jīng)國家權(quán)威部門檢測(cè)對(duì)新冠病毒具有完全阻抑效果。科研團(tuán)隊(duì)在一次研究中偶然發(fā)現(xiàn)：置于燒杯內(nèi)水中的納米結(jié)構(gòu)的碳材料有氣泡產(chǎn)生，測(cè)試表明氣體成分是氫氣和氧氣，由此研發(fā)出利用納米碳結(jié)構(gòu)體通入微電流產(chǎn)生H自由基及OH自由基，點(diǎn)燃鏈?zhǔn)椒磻?yīng)直接將水、空氣、土壤中的各種污染物及有害微生物分解還原為無害礦物，主動(dòng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境修復(fù)技術(shù)和設(shè)備，使我國成為唯一擁有大氣、水、土壤協(xié)同共治“污染水體礦化還原治理技術(shù)”的國家。

該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備經(jīng)投放市場(chǎng)后，近年來先后完成50余個(gè)污染水體治理工程。其中，上海金鐸禹辰水環(huán)境工程公司、河北美普蘭地環(huán)保科技公司等用戶反饋效果良好。該技術(shù)治理與傳統(tǒng)的污染水體治理方法，如化學(xué)除藻、絮凝沉淀、投菌法、人工充氧曝氣法、人工濕地等方法對(duì)比，該技術(shù)治理河道無需清淤，無需大型土建工程或過濾工程，無需添加藥劑與菌種，無二次污染；可充分消除黑臭、藻華、淤泥，同時(shí)殺滅病毒、細(xì)菌、霉菌等有害微生物，可高效降解殘留農(nóng)藥、人類藥品、個(gè)人護(hù)理品等污染物。經(jīng)治理后水體會(huì)迅速恢復(fù)活性，充滿溶解氧，達(dá)到自然凈水狀態(tài)；治理全過程無毒、無污染，治理后的流域環(huán)境非常適合多細(xì)胞微生物、動(dòng)植物和人類的健康生存，同時(shí)具有對(duì)下游的覆蓋性和對(duì)上游的溯源性，適合全流域治理和水生態(tài)環(huán)境修復(fù)得目的。

國際最新科研成果進(jìn)一步驗(yàn)證了碳納米礦化還原環(huán)境治理技術(shù)的理論基礎(chǔ)。5月25日，德國伊爾梅瑙技術(shù)大學(xué)研究小組發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》的一項(xiàng)新技術(shù)表明：利用納米操縱工具包，它們?cè)阪I上施加電壓，可以削弱或加強(qiáng)原子力顯微鏡尖端的原子與石墨烯片中的原子之間的相互作用。研究小組發(fā)現(xiàn)負(fù)電壓削弱了鍵，而正電壓則加強(qiáng)了鍵。這項(xiàng)新技術(shù)利用了極性共價(jià)鍵的行為，這種結(jié)合在兩個(gè)具有不同電子親和力的原子之間形成，如水分子中的氫原子和氧原子。在這種分子中，粘合電子在兩個(gè)原子之間分布不均，因此應(yīng)用電場(chǎng)可以改變電子分布，從而影響共價(jià)鍵粘結(jié)強(qiáng)度。礦化還原技術(shù)就是利用碳納米的場(chǎng)效應(yīng)使水分子中的極性共價(jià)鍵斷裂產(chǎn)生的氫自由基和氫氧自由基，引爆自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使空氣、水及土壤中的污染物及有害病毒、細(xì)菌、霉菌和藻類降解還原，達(dá)到水生態(tài)環(huán)境修復(fù)的目的。

截至目前，咖本材料集團(tuán)圍繞納米碳同素異形體復(fù)合物核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化分別設(shè)有咖本水生態(tài)、咖本光學(xué)、咖本工業(yè)技術(shù)、咖本新能源等實(shí)體公司，涉及納米碳材料在生態(tài)修復(fù)、光學(xué)、能源、衛(wèi)生防護(hù)、電子信息等關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用。咖本材料集團(tuán)擁有鎳基石墨烯場(chǎng)效應(yīng)水體礦化裝置、場(chǎng)效應(yīng)空間凈化裝置、場(chǎng)效應(yīng)大氣礦化裝置、碳同素異形體復(fù)合物場(chǎng)效應(yīng)高能粒子發(fā)生裝置、碳同素異形體復(fù)合物人造極光發(fā)生裝置、場(chǎng)效應(yīng)測(cè)試地球外源磁場(chǎng)分布特征的方法與裝置等國內(nèi)外授權(quán)的數(shù)十項(xiàng)納米場(chǎng)效應(yīng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。經(jīng)中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)環(huán)保科技成果鑒定表明：“碳納米礦化還原環(huán)境治理技術(shù)及配套設(shè)備，基于碳納米復(fù)合材料在微電流作用下，同時(shí)具有氧化性和還原性的特點(diǎn)，可將水中的有機(jī)化合物充分分解，對(duì)藻類、黑臭水體及底泥治理效果明顯，彌補(bǔ)了目前常規(guī)水處理方法中存在的一些不足，達(dá)到國際先進(jìn)水平”。

碳納米場(chǎng)效應(yīng)水體礦化還原環(huán)境治理技術(shù)將改變?nèi)藗儗?duì)水環(huán)境治理和水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的傳統(tǒng)認(rèn)知，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。北京咖本水生態(tài)環(huán)境修復(fù)有限公司目前已與國家環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)中心、中國科學(xué)院大學(xué)教授陳揚(yáng)團(tuán)隊(duì)建立了密切合作關(guān)系，進(jìn)一步加大科研力量，致力于納米碳礦化還原技術(shù)的理論研究和深度應(yīng)用開發(fā)，決心為環(huán)保領(lǐng)域的中國技術(shù)和中國制造走向世界，為生態(tài)環(huán)境改善做出更大的貢獻(xiàn)。