15:38 2024-02-07
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Porii foarte mici fac o mare diferență în tehnologia de filtrare
_ Foarte mic porii fac o mare diferență în tehnologia de filtrare
Membranele nanoporoase s-au dovedit a fi instrumente valoroase pentru filtrarea impurităților din apă și din numeroase alte aplicații. Cu toate acestea, mai este mult de făcut în perfecționarea designului lor. Recent, laboratorul Prof. Amir Haji-Akbari a demonstrat că exact locul în care găurile nanodimensionate sunt plasate pe membrană poate face o mare diferență. Rezultatele sunt publicate în ACS Nano.
În ultimii ani, membranele nanoporoase din grafen, polimeri, siliciu și alte materiale au fost folosite cu succes pentru separarea gazelor, desalinizarea apei, filtrarea virusurilor, generarea de energie, stocarea gazelor. și livrarea medicamentelor. Cu toate acestea, crearea de membrane care lasă toate moleculele potrivite să treacă, ținându-le afară pe cele nedorite, s-a dovedit dificilă.
Pentru desalinizarea apei, de exemplu, este esențial ca membrana să aibă o permeabilitate mare pentru apă, în timp ce blochează suficient. substanțe dizolvate ionice și moleculare mici și alte impurități. Dar cercetătorii au descoperit că îmbunătățirea permeabilității unei membrane compromite adesea selectivitatea acesteia și invers.
O abordare promițătoare este de a optimiza chimia și geometria nanoporilor izolați pentru a obține permeabilitatea și selectivitatea dorite și plasarea acestora. cât mai mulți dintre acești pori posibil într-o membrană nanoporoasă. Cu toate acestea, modul exact în care porii învecinați se afectează unul pe altul nu este clar.
La scară nanometrică, moleculele care interacționează cu pereții porilor pot prezenta comportamente care sfidează teoriile convenționale. Laboratorul Haji-Akbari a explorat dacă ar putea proiecta sisteme membranare inovatoare cu precizie și eficiență sporite prin reglarea fină a nanoporilor.
Cu simulări pe computer, echipa de cercetare a lui Haji-Akbari a descoperit că proximitatea la scară nanometrică dintre pori poate afecta în detrimentul permeabilitatea apei și respingerea sării. Mai exact, au creat simulări ale membranelor cu modele variate de plasare a porilor, inclusiv o rețea hexagonală și o rețea de tip fagure. Ceea ce au descoperit a fost că modelul hexagonal, care permitea mai multă distanță între pori, avea o performanță de permeabilitate/selectivitate mai mare decât membrana cu model de fagure.
Aceste efecte se abat de la teoriile consacrate, a spus Haji-Akbari. .
„Această presupunere că rezistența porilor este independentă de proximitatea porilor nu este corectă”, a spus Haji-Akbari, profesor asistent de inginerie chimică și de mediu. „În mod clar, depinde de proximitate.”
Descoperirile lor oferă o perspectivă asupra modului în care aceste efecte accelerează mișcările anumitor ioni prin membrane, determinând în același timp decelerarea altor ioni. În plus, poate informa proiecte mai bune de membrane nanoporoase pentru procese de separare îmbunătățite, cum ar fi desalinizarea apei și alte aplicații.
Comentarii:
Adauga Comentariu