液体弹珠，线条指示其内部轨迹流量

CCS 通常是在源头捕获排放的 ，例如从燃煤发电厂，用卡车运送到偏远地区并储存在地下。

但批评人士表示，投资碳捕获和封存 (CCS) 意味着押注于尚未被证明能够大规模发挥作用的技术。事实上，从技术角度来看，有效的固体和液体碳捕获材料的设计历来都是一项具有挑战性的任务。

那么它能成为解决化石燃料行业二氧化碳排放的可行解决方案吗？

新兴海外研究 展示了“液体弹珠”——涂有纳米粒子的微小液滴——可能会解决当前用于捕获碳的材料所面临的挑战。昨天发布的我们的建模研究让我们向实现这一未来技术迈出了一大步.

碳捕获问题

其技术投资路线图，莫里森政府认为 CCS 是一项优先低排放技术优先低排放技术 ，并且将在十年内投资 3 亿澳元来开发它。

但是 CCS 的功效和效率早已由于其高运营成本和更广泛应用的扩展问题，存在争议。

更具体地说，一个持续存在的问题是用于捕获二氧化碳的材料（例如吸收剂）的有效性。一个例子称为“胺洗涤”，这是一种自 1930 年以来用于分离二氧化碳等的方法来自天然气和氢气。

胺洗涤的问题包括高成本、腐蚀相关问题和材料和能量损失高。 液体弹珠可以克服其中一些挑战。

这种技术肉眼几乎看不见，有些弹珠的直径还不到 1 毫米。它所容纳的液体（最常见的是水或酒精）为微升（一微升是千分之一毫升）。

这些弹珠有一层纳米颗粒，形成柔性多孔外壳，防止内部液体泄漏。得益于这种装甲，它们可以表现得像具有液体核心的灵活、可拉伸和柔软的固体。

弹珠与CCS有什么关系？<

液体弹珠有许多独特的能力：它们可以漂浮、平滑滚动、可以堆叠在一起.

其他理想的特性包括抗污染、低摩擦和灵活的操作，这使得它们对气体捕获、药物输送，甚至作为微型生物反应器。

在二氧化碳捕获方面，它们选择性地与气体、液体和固体相互作用的能力至关重要。使用液体弹珠的一个关键优势在于其尺寸和形状，因为数千个尺寸仅为毫米的球形颗粒可以直接安装在大型反应器中。

来自反应器的气体撞击弹珠，附着在纳米颗粒外壳上（在过程称为“吸附”）。然后气体与内部液体发生反应，分离二氧化碳并将其捕获在大理石内部。之后，我们可以取出这些二氧化碳并将其储存在地下，然后回收液体以供将来处理。

由于液体（和潜在的固体）回收，以及大理石的高机械强度、反应活性、吸附率和长期稳定性。

那么是什么阻止了我们？

尽管最近取得了进展，但液体弹珠的许多特性仍然难以捉摸。此外，目前测试液态弹珠的唯一方法是在实验室进行物理实验。

物理实验有其局限性，例如难以测量表面张力和表面积，而表面张力和表面积是衡量材料性能的重要指标。大理石的反应性和稳定性。

在此背景下，我们的新计算建模 可以增进我们对这些属性的理解，并有助于避免使用昂贵且耗时的纯实验程序。

另一个挑战是开发实用、严格和大规模的方法来操纵反应器内的液体大理石阵列。我们目前正在进行的进一步计算建模将旨在分析液体弹珠形状和动力学的三维变化，更加方便和准确。

这将为无数工程应用（包括二氧化碳捕获）开辟新视野。

超越碳捕获

大约 20 年前，对液体弹珠的研究开始只是一个好奇的话题，从那时起，持续的研究已经使其成为可能一个广受欢迎的平台，其应用超越碳捕获。

这项尖端技术不仅可以改变我们解决气候问题的方式，还可以改变环境和医疗问题。

例如，磁性液体弹珠已在以下领域展示了其潜力生物医学程序，例如药物输送，因为它们能够使用体外的磁铁打开和关闭。液体弹珠的其他应用包括气体传感、酸度传感和污染检测。

通过更多的建模和实验，下一个合乎逻辑的步骤是扩大这项技术的主流应用。

对话，12 月 8 日

作者