据www.sciencedaily.com网站2007年12月1日报道,水化学和矿物学是已经拥有很长历史的科学领域,它们可发展出广泛的知识和技术。然而,水与矿石间的界限并不是一条细细的湿线,而是一个新的纳米粒科学的无限领域。
科学家发现,从1纳米到100纳米的水纳米粒对自然、工程水化学及系统的影响不同于较大体积相似材料所造成的影响。美弗吉尼亚理工大学地球科学著名教授迈克尔·赫切拉称:“纳米粒处于一种尴尬的中间状态,介于可溶于你能握于手中的水和矿石的元素之间。纳米级意味着一种过渡区。例如,处于原子、纳米以及大块级所表现出的电子、电磁以及光学性能均迥然不同。”
英国皇家化学学会12月出版的杂志《环境监测》的封面文章就“水环境纳米粒”这一新兴科学领域作出了重要的审查。该研究文章的作者包括:弗吉尼亚理工大学博士生来自美国密歇根州霍尔特的尼古拉斯·S·维格津顿、来自美国明尼苏达州罗切斯特的凯利·豪斯以及赫切拉。文章主要介绍了在辨别水中纳米粒和理解它们的特性和反应性方面研究所取得的最新进展。
文章认为,在水中经自然过程形成的纳米粒是人类活动无意识的产物,如矿山开采或水处理。维格津顿这样写道:“因为铁是地球上最丰富的过渡金属,氧是地壳内最丰富的元素,因而事实上在广阔PH谱、盐度以及地质构造范围内的所有天然水和土壤系统内都能发现铁氧化物。”
经过上亿年的时间,自然会生产出携带遥远地区河流和地下水元素和化合物的氧化铁纳米粒,这同样包含着催化和有机转化过程。他称:“这些纳米粒占据着不相称的大量的环境潜在反应表面积。因此,它们可能不再会被认为是曾存在于水溶解分段内的那种物质。”
与此同时,人类正无意识地改变着自然纳米粒的分布情况。例如,试图进行的清洗活动能够将污染物带入下游或通过纳米粒传输的一种污染烟流。因为污染物一定会附于纳米粒上,污染物的稳定性和相互作用远不同于此前的预测。
文章指出,甚至无创伤性清扫也是有问题的。科学家对可溶解铀会通过微生物进行生物治疗,如金属还原细菌有着浓厚的兴趣。但一个领域研究表明,经过这样的努力后,仍有大部分未还原的铀存在。在西北太平洋国家实验室就此问题进行研究的维格津顿称:“在纳米粒形成期间,金属和放射性核素污染物命运的复杂性使得预测其最终产物变得非常困难。”
使此项纳米粒研究成为可能的研究工具包括:扫描遂道效应显微镜、电子透射显微镜(TEM)以及原子力显微镜。它们都是任何领域不曾使用的研究工具。这篇文章主要就作者已发表的和尚未发表的研究两方面进行了叙述。









