乙醇蒸馏是很耗能的。新的纳米颗粒-协调工艺效率更高© Shutterstock

美国的研究者们已经展示了一种从水中蒸馏酒精非常有效的新方法——使用光。与传统热蒸馏方法相比，该方法需要更少的能量并产生更浓缩的蒸馏液。然而新方法不太可能取代常规工业蒸馏工艺,研究人员说,它能找到在分离和净化工艺中适合的应用。

Naomi Halas和他休斯顿莱斯大学的同事将水和酒精的混合物和金-硅纳米颗粒夹杂在一起，然后用激光从上面照射。当光照射到一个纳米粒子时，其吸收光子并变得温暖,散射光子,光子被临近的粒子吸收,温度增加。通过这种方式，光能量被近表层捕获，形成局部加热和使两个组成部分更加不稳定——在这种情况下,乙醇蒸发。

“我们仍在加热,只是以不同的方式。”Halas说，“过去的一万年里我们一直在以错误的方式烧水——从底部加热。现在我们从顶部加热,更节能,因为我们不必加热整个体积的液体。”

有趣的是，乙醇的光学蒸馏避免了常规蒸馏中遇到的经典问题——共沸混合物的最终形成,这限制了酒精的最大浓度只能到95%左右。“使用我们的系统可以很容易达到99%。”Halas说。可能是纳米颗粒表面的高度局部加热以某种方式破坏了以纯-水混合物的氢键,允许在更高浓度的乙醇下从水分子中分离更多的乙醇。使用丙醇——一个具有混合物中氢键更少的更大的醇重复实验——光学蒸馏与热蒸馏产生相同的结果。

“我们已经表明,这种类型的系统允许我们以新的方式分离液体，并可能在某些情况下导致蒸馏属性不同于热蒸馏,但在其他方面类似，”Halas说，“虽然我认为这不可能取代传统的非常成熟蒸馏工艺,但它能为新的不同的分离方法找到合适的应用。

关于这项技术,加州大学的纳米技术专家Martin Moskovits说:“毫无疑问，任何有关蒸馏这样众所周知的工艺的发现,是我们需要调查和理解的。很可能迫使我们重新思考我们身边即使最熟悉现象的其他秘方。总之这一个重大发现。

光可以用来蒸馏烈酒吗?“我们在实验室里开玩笑时谈起这个。”Halas说，“但这不是月光而是必须会被称为阳光!”

新材料在线编译整理——翻译：范红娜     校正：摩天轮