带半导体化合物涂层的螺旋藻可对水进行净化

螺旋藻，这种蓝绿色的微小生物，早已被许多人视为膳食补充剂。瑞士联邦材料科学实验室的研究团队，却赋予了它全新的生命价值。他们巧妙地利用半导体化合物涂层技术，让螺旋藻发挥出超乎想象的净化与能源生产功能。

这些研究人员将镍、氧化锌和硫化锌等材料巧妙地涂覆在螺旋藻的表面。这种独特的组合最初是在蕨类植物的微小结构上诞生的。科学家惊奇地发现，经过这种工艺处理的螺旋藻能够更有效地吸收光能。其独特的螺旋形态使得光能吸收更为高效，避免了类似蕨类植物枝条结构的遮挡问题。

这个团队精心地在保存完好的螺旋藻的四个微米螺旋上涂上了一层薄薄的镍，然后覆盖上氧化锌和硫化锌纳米颗粒。实验证明，镍的磁性使得小螺旋的涂抹工作得以顺利进行，而锌涂层则显示出惊人的光催化活性。

这项技术的开发旨在利用植物的净化特性来生产更清洁的水。在阳光照射下，这些涂有半导体化合物的螺旋藻能够引发化学反应，氧化和中和水中的污染物。氧化锌和纳米硫化锌颗粒的结合使得该团队能够利用太阳光谱中的可见光和紫外光部分，进一步提高效率。

完成水净化任务后，这些锌和镍化合物可以被回收再利用。然后，剩余的螺旋藻残体被加工成颗粒，这些颗粒不仅可以燃烧产生能源，其灰烬还可以作为肥料，用于培育新的螺旋藻种群。

Empa团队表示，这种螺旋藻的生产成本相对较低，且易于培养，只需水、阳光和肥料就能迅速繁殖。更重要的是，这种单细胞生物能够消耗二氧化碳，释放氧气。通过向藻类培养物中增加二氧化碳，这一净化过程会进一步加速。

尽管目前这一过程仅在实验室环境中成功展示，但研究人员充满信心，他们正努力将其推向更大规模的应用。这种结合了生物学与材料科学的创新技术，不仅为我们提供了一种全新的水处理方式，同时也展示了生物能源生产的新可能。