用二氧化碳吹出七彩的泡泡

材料牛注：本期的标题有点温馨，科学家也是童心未泯，没想到儿时吹泡泡的游戏竟然能成为科学家的灵感，缓解目前棘手的温室效应。乍一看和普通的肥皂泡泡没什么区别，其实，该泡泡的薄膜可别有洞天，更重要的是，具有惊人的吸收二氧化碳的能力。

为了配合绿色能源产业并肩作战，从源头上控制碳排放是对抗气候变暖的又一选择。新材料措施的出台也同时刷新着碳捕捉的效率，于是现在科学家就实现了用泡泡包裹二氧化碳，过滤烟尘废气中的二氧化碳，这样处理废气的技术不可谓不高效低廉。

来自新墨西哥大学的圣地亚国家实验室的研究者们称他们的创造为“薄膜二氧化碳酶”，顾名思义，包裹二氧化碳的膜实际上由酶组成，并不是普通的泡泡。该液膜足足是普通肥皂泡的十分之一厚，一旦二氧化碳透过薄膜，它就被锁住直到溶解，神奇的是氮气和氧气却能来去自如，不受影响。然而，泡泡膜毕竟很脆弱，于是为了防止泡泡破裂或者气体逸出，研究团队把泡泡膜的纳米空隙填满二氧化硅，那样薄膜在保证吸附二氧化碳的基础上，增加了厚度抵抗水的冲击。

液膜上加入酶，是为了提高二氧化碳溶解的速度。课题组选用了脱碳酶，这是一种人体肌肉，血液以及肺中常见的酶，帮助人体及时分解二氧化碳。成员发现，该酶的加入，使二氧化碳的分解速度提升了100万倍！纳米空隙为酶提供了不同寻常的环境，研究人员利用分子模拟搞清楚脱碳酶是如何在这么狭窄的条件下工作的，同时思考是否能改善他们的表现。

分子模拟的结果显示虽然纳米空隙并不比酶大，有一些孔隙使得酶挤在一起工作，却为二氧化碳的吸收出了力。因为纳米孔隙结构让酶拥有更高的浓度，有助于保护酶在溶解完二氧化碳后不失活，这样，泡泡膜上的酶可以在室温60℃的条件下使用长达几个月之久。

课题组称，他们设计的泡泡膜对二氧化碳和氮气的选择性与现有的碳捕捉膜相比高10~100倍，同时泡泡膜的分解速度比一般的膜快100倍。从另一个角度来说，泡泡膜中的二氧化碳纯度可高达99%，将有很多用途，比如制造混凝土或者从细菌和藻类生产生物燃料。

既然实验室的结果非常乐观，于是课题组目前正在寻找合作伙伴让该泡泡膜技术尽早投入电力工厂使用。

“如果火电厂使用我们的泡泡膜，一年内减少的碳排量相当于6300万棵十年以上树龄的树木所吸收的量。”成员Rempe说。

课题组于今年年初获得了膜状二氧化碳酶的技术专利，虽然它还处于萌芽阶段，课题组相信他们的泡泡一定能首先达到国家能源部的要求：在2025年之前，能以每吨40美金的费用，处理完90%的碳排放。

原文链接：Bubble-like "Memzyme" increases speed and efficiency of carbon capture

本文由编辑部丁菲菲提供素材，张轶洁编译，点我加入材料人编辑部。