液體彈珠，線條指示其內部軌跡流量

CCS 通常是在源頭捕獲排放的 ，例如從燃煤發電廠，用卡車運送到偏遠地區並儲存在地下。

但批評人士表示，投資碳捕獲和封存(CCS) 意味著押注於尚未被證明能夠大規模發揮作用的技術。事實上，從技術角度來看，有效的固體和液體碳捕獲材料的設計歷來都是一項具有挑戰性的任務。

那麼它能成為解決化石燃料行業二氧化碳排放的可行解決方案嗎？ <

新興海外研究 展示了“液體彈珠”——塗有納米粒子的微小液滴——可能會解決當前用於捕獲碳的材料所面臨的挑戰。昨天發布的我們的建模研究讓我們向實現這一未來技術邁出了一大步.

碳捕獲問題

其技術投資路線圖，莫里森政府認為CCS 是一項優先低排放技術優先低排放技術 ，並且將在十年內投資 3 億澳元來開發它。

但是 CCS 的功效和效率早已由於其高運營成本和更廣泛應用的擴展問題，存在爭議。

更具體地說，一個持續存在的問題是用於捕獲二氧化碳的材料（例如吸收劑）的有效性。一個例子稱為“胺洗滌”，這是一種自1930 年以來用於分離二氧化碳等的方法來自天然氣和氫氣。

胺洗滌的問題包括高成本、腐蝕相關問題和材料和能量損失高。 液體彈珠可以克服其中一些挑戰。

這種技術肉眼幾乎看不見，有些彈珠的直徑在 1 毫米以下。它所容納的液體（最常見的是水或酒精）為微升（一微升是千分之一毫升）。

這些彈珠有一層納米顆粒，形成柔性多孔外殼，防止內部液體洩漏。得益於這種裝甲，它們可以表現得像具有液體核心的靈活、可拉伸和柔軟的固體。

彈珠與CCS有什麼關係？< / p>

液體彈珠有許多獨特的能力：它們可以漂浮、平滑滾動、可以堆疊在一起.

其他理想的特性包括抗污染、低摩擦和靈活的操作，這使得它們對氣體捕獲、藥物輸送，甚至作為微型生物反應器。

在二氧化碳捕獲方面，它們選擇性地與氣體、液體和固體相互作用的能力至關重要。使用液體彈珠的一個關鍵優勢在於其尺寸和形狀，因為數千個尺寸僅為毫米的球形顆粒可以直接安裝在大型反應器中。

來自反應器的氣體撞擊彈珠，附著在納米粒子外殼上（在過程稱為“吸附”）。然後氣體與內部液體發生反應，分離二氧化碳並將其捕獲在大理石內部。之後，我們可以取出這些二氧化碳並將其儲存在地下，然後回收液體以供將來處理。

由於液體（和潛在的固體）回收，以及大理石的高機械強度、反應活性、吸附率和長期穩定性。

那麼是什麼阻止了我們？

儘管最近取得了進展，但液體彈珠的許多特性仍然難以捉摸。此外，目前測試液態彈珠的唯一方法是在實驗室進行物理實驗。

物理實驗有其局限性，例如難以測量表面張力和表面積，而表面張力和表面積是衡量材料性能的重要指標。大理石的反應性和穩定性。

在此背景下，我們的新計算建模 可以增進我們對這些屬性的理解，並有助於避免使用昂貴且耗時的純實驗程序。

另一個挑戰是開發實用、嚴格和大規模的方法來操縱反應器內的液體大理石陣列。我們目前正在進行的進一步計算建模將旨在分析液體彈珠形狀和動力學的三維變化，更加方便和準確。

這將為無數工程應用（包括二氧化碳捕獲）開闢新視野。

超越碳捕獲

大約20 年前，對液體彈珠的研究開始只是一個好奇的話題，從那時起，持續的研究已經使其成為可能一個廣受歡迎的平台，其應用超越碳捕獲。

這項尖端技術不僅可以改變我們解決氣候問題的方式，還可以改變環境和醫療問題。

例如，磁性液體彈珠已在以下領域展示了其潛力生物醫學程序，例如藥物輸送，因為它們能夠使用體外的磁鐵打開和關閉。液體彈珠的其他應用包括氣體傳感、酸度傳感和污染檢測。

通過更多的建模和實驗，下一個合乎邏輯的步驟是擴大這項技術的主流應用。<

對話，12 月 8 日

作者