普鲁士蓝（Prussian Blue）：即亚铁氰化铁，是一种配位化合物，可以用来上釉、用作油画染料等。最早在艺术界，普鲁士蓝最初被用作颜料和染料，毕加索、梵高和葛饰北斋等画家也因其深邃的蓝色使用它。而最近几年，科学家发现这种色素还有许多有趣的特性和特别的用途~
用途01：回收金属
核废弃物和电子废料的一个大问题是，在处理过程中会浪费金、铂族金属（中国有色金属冶金第七届学术会议）等，而它们正是计算机芯片中的关键金属。日本名古屋大学的与东京工业大学的学者合作发现，解决这一紧迫的环境和技术问题的方法可能在于普鲁士蓝。普鲁士蓝的纳米空间中有一个攀登架状的晶格。此前的实验发现它可以吸收铂族金属，然而，尚不清楚这是如何起作用的。研究人员使用电感耦合等离子体原子发射光谱、紫外可见近红外分光光度计等来了解关于这一过程的更多信息。
（文章内容来源于网络）
“普鲁士蓝纳米颗粒吸附铂族金属试验发现，其在保持攀登架结构的同时，通过铁离子取代，吸收了铂族金属。”专家解释说，这种机制使得普鲁士蓝纳米颗粒比传统的生物基吸附剂吸收更多的金和铂族金属。这项研究展示了一种解决核废弃物处理问题的方法——回收铂族金属。在高放射性废液的后处理过程中，铂族金属经常沉淀在熔化器的侧壁表面，影响了稳定性，增加了处置空间和成本。
该研究发现，使用1克普鲁士蓝纳米颗粒可以回收0.13克钌、0.16克铑、0.30克钯和0.107克钼。而最近，普鲁士蓝被用于去除福岛核电站事故造成的污染土壤中的放射性铯—134和137元素。1吨手机中的金含量为300~400克，比天然矿石中的金含量高出10~80倍。普鲁士蓝纳米颗粒具有耐热性、抗硝酸性和抗γ射线辐射性，因此该团队的技术不仅可用于核废弃物的处置过程，也可用于电子废料的回收过程。
“我们的研究结果表明，普鲁士蓝或其类似物是改善核废弃物和电子废料中贵金属回收利用的有力候选者，尤其是与传统生物基吸附剂/活性炭相比。”在目前自然资源日益有限的情况下，有价金属在废物处理中的损失是一个严重的问题。通过提高金属的回收效率，普鲁士蓝或类似的材料有望使生产变得更加环保和经济。
用途02：
锰基普鲁士蓝
锰基普鲁士蓝具有低成本、高容量和高工作电压等优势，成为最具潜力的钾离子电池正极材料。但在循环过程中，锰基普鲁士蓝易溶解至电解液中致使容量衰减，阻碍了其实际应用。去年，湖南大学物理与微电子科学学院教授鲁兵安团队，通过原位电化学的方式，在锰基普鲁士蓝表面构建了理想的梯度铁锰界面，实现了水系钾离子电池的超13万次稳定循环。这好比为“脆弱”的锰披上“盔甲”，让它能够拥有“金身”、充分发挥性能。
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可持续储能技术的突破是发展可再生能源的有力支撑。目前，我国抽水蓄能接近饱和，新型储能技术成为增量主体;锂电池目前主导储能产业，近90%的储能项目都是锂电池项目，锂资源的回收及开发新型储能系统也是必然趋势。“综合安全和成本等因素，基于水系电解液的钾离子二次电池将成为下一代储能系统的重要选项。然而，由于传统电极材料在水系电解液中极易溶解，限制了水系电池在储能领域中的大规模应用。抑制或者消除电极材料的溶解是目前水系钾离子电池领域亟待解决的核心问题。”鲁兵安说。
他指出，解决该核心问题最大的难点是如何在不损失比容量甚至提高比容量的前提下，抑制或者消除电极材料在水性电解液中的溶解。“也就是说，不能单纯为了抑制溶解而抑制溶解，需要协同提升，因为长循环寿命和高比容量对电池同样重要，不能为了循环寿命而不兼顾比容量。”
用铁锰覆盖
提高整体性能
虽然锰基普鲁士是具有潜力的钾离子电池正极材料，但在循环过程中，易于溶解至电解液中，致使容量衰减，阻碍其实际应用。为此，盖军民等通过原位电化学方式，在锰基普鲁士蓝表面构建了理想的梯度铁锰界面。与传统的锰基普鲁士蓝相比，原位表面修饰的界面不仅可以抑制锰基普鲁士蓝内部锰的溶解，还增强了钾离子的扩散势垒，从而大幅度提升了电池的循环性能和倍率性能。
该团队通过理论和实验，证明了阳离子原位表面取代的过程。他们发现，通过原位表面阳离子修饰的锰基普鲁士蓝正极，在电流密度为300毫安每克和2500毫安每克的情况下放电容量分别为160毫安时每克和120毫安时每克，循环13万次后容量未见明显衰减，组装的全电池可稳定循环6000次以上。“在我们的电解液中，循环过程中电极材料的锰溶解在预留的空位会被电解液中的铁离子占据，这一过程直到电解材料锰拥有坚固‘金身’才停止。”盖军民说。
此外，团队研究发现，原位表面取代策略下的水系钾离子全电池在零下20摄氏度时容量为常温下的80%，在50摄氏度时容量约为常温下的110%，显示出优良的高低温性能。全电池经过裁剪后仍可以继续工作，体现出水系电池的高安全性。鲁兵安表示，这些实验表明电化学储能器件可以实现超长寿命，有望应用于大规模储能系统中。更长的循环寿命意味着更少的资源消耗，这将大大降低制造成本，希望这项研究为超长寿命的电化学储能提供借鉴。该研究也将为合理设计氧化还原活性锰基高性能电池正极材料（全国锂电池正极材料制备与实验室仪器装备）提供新方案。
用途03：
高温普鲁士蓝纳米粒子
或能杀死肿瘤细胞
科学家发现，浓度为0.5mg/mL的普鲁士蓝溶液在被808nm激光照射10min的过程中温度升高速度较快，最高温度达60℃，且在被照射的第3min左右，温度即升至43℃，完全达到了光热杀死肿瘤细胞的温度临界值（42℃），具有非常明显的光热治疗效果。值得一提的是普鲁士蓝纳米粒子光热转换机制为能级跃迁，其光热稳定性高，可多次反复利用，解决了很多传统光热材料的难题。
近年来，纳米生物技术已经对生物医学诊断和治疗领域产生了深远的影响，基于纳米材料的生物医学诊断和治疗技术已经成为了新的研究热点。普鲁士蓝作为一种古老的蓝色染料，在生物医学诊断和治疗的应用中体现出了卓越的性质，克服了许多传统诊疗制剂制备复杂、价格昂贵和生物安全性低的缺点。
目前普鲁士蓝在生物医学诊断和治疗中的应用的研究仍处于初级阶段，普鲁士蓝作为一种无机材料不能自主靶向诊疗部位，因此对普鲁士蓝进行分子靶向或抗体靶向的生物修饰以实现诊断和治疗的定点化、准确化和诊疗一体化将是未来普鲁士蓝在生物医学诊断和治疗中应用的主要研究方向。随着科学的进步，这些问题都将逐步得到解决，具有诊断和治疗功能的多功能普鲁士蓝制剂将会对生物医学诊断和治疗领域产生深远的影响。
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