廉价、安全的液态金属可以用于解决日益严峻的环境问题。
据美国物理学网站10月11日报道，澳大利亚新南威尔士大学（UNSW）的研究人员在《自然通讯》杂志发文称，他们揭示了液态金属的神秘世界以及它们的低能耗催化作用。该成果可用于捕捉二氧化碳、净化水质，以及解决厨余垃圾问题。UNSW化学工程学院Kourosh Kalantar-Zadeh教授说：“用液态金属镓、铟、铋和锡的组合可以制造用于二氧化碳转化、污染物净化的催化剂。只需300摄氏度，这类合金就能熔化。”Kalantar-Zadeh教授和他的同事Tang Jianbo博士指出，铋-锡合金的熔点比单金属熔点低得多，具有这种性质的金属材料被称为共熔合金。
Tang博士说：“共熔合金是在特定组成下能达到最低熔点的金属混合物。例如，混熔57%的铋和43%的锡，其熔点会降低至139摄氏度。而铋和锡的熔点都在200摄氏度以上。” Kalantar-Zadeh教授补充道，共熔合金的特定混合比例使其在纳米水平上产生了最大自然混沌，这反过来又降低了熔点。这个过程也有另一种表现方式：已经处于液态的共熔合金，其凝固点会低于单金属。他说：“当我们固化液态金属时，这种最大程度的混沌有助于自然地在材料中制造大量缺陷，从而提高合金材料的催化活性。”
那么，如何制造液态金属催化剂呢？步骤如下： 1. 将共熔合金加入大火加热的平底锅中；2. 金属熔化后，小心地将其倒入一瓶水中，拧紧瓶盖；3. 摇动水瓶，使合金和水形成“水包金属”的液滴；4. 静待液滴凝固成粉末。
液态金属可用于清除或中和污染物，也可以用于捕捉二氧化碳。液态锡、镓和铋可以用作电极材料，将二氧化碳转化为有用的副产品。此外，加热液态金属形成的氧化物，可以吸收光能，然后分解水中的污染物。
液态金属之所以会成为解决环境问题的有力武器，是因为它们的生产成本很低。Kalantar-Zadeh教授说：“对人类来讲，锡和铋等金属非常容易接触到。我们应该考虑如何用廉价技术将它们加工成催化剂等有用的产品。另外，液态金属也很有趣。虽然最著名的液态金属——汞，是有毒的，但镓等液态金属是完全无毒的。在未来，液态金属可能是很多问题的潜在解决方案。”
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编译：雷鑫宇
审稿：alone
责编：张梦
期刊来源：《自然通讯》
期刊编号：2041-1723
原文链接：
https://phys.org/news/2019-10-liquid-metals-secret-ingredients-environment.html
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