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나오기 응용을 위한 Nanomembranes의 기술설계

Dusan LosicIan Wark 연구소, 사우스 오스트레일리아, 호주의 대학 박사
대응 저자: dusan.losic@unisa.edu.au

막은 물 처리, 에너지, 건강 및 합성 중합과 세라믹 막을 사용하여 상업적인 막 기술이 전에 과거 50 년간 사용된 agro 사업을 포함하여 많은 기업에서 실제로 필수적인 역할을 또한 합니다. 연감 시장이 연료 전지, 수소 생산, 깨끗한 물 생산, 폐수 처리, 대기 오염 통제, 촉매 작용, 가공 식품, 약 납품 및 의료 기기에 있는 막 응용을 위한 대략 $10십억 그리고 부상하는 시장의 평가된 상태에서.

전통을 향상하고 새로운 막 기술을 개발하기 위하여 Nanoscience와 나노 과학은 비발한 nanomaterials 및 nano 가늠자 프로세스를 탐구해서 중요한 전략 인식됩니다. 향상된 nanofabrication 접근을 사용하여 새로운 nanomembranes의 발달은 급속하게 최근에는 점진하고, 별거 프로세스 저쪽에 그들의 응용은 새로운 응용 프로그램 지역으로 확장됩니다.

Ian Wark 연구소, 사우스 오스트레일리아, 아델라이데의 대학 (IWRI)박사 Losic와 그의 연구 단체는 표적으로 한 분자 별거, biosensing, 및 이식할 수 있는 약 (Fig.1)를 포함하여 나오는 응용으로 그들의 특정 기능적인 속성 디자인에 특별 집중을 가진 새로운 nanomembranes의 발달에, 납품 종사하고 있습니다. 접근은 직접 생물 모방 원리가 선택적인 분자 수송 에너지 수송 및 (느끼기)와 같은 중요한 막 기능의 발달을 위해 적용되는 신호 곳에, 규조류 (단세포 조류)에 있는 예를 들면 biosilica 막 본래 고무됩니다.

나오는 응용을 위한 숫자 1. Nanomembranes: 아) 분자 별거, b) biosensing 및 c) 약 납품

요구된 기능 및 속성을 가진 nanomembranes, Losic 박사 단에 의하여 개발되는 일련의 제작 프로토콜을 정확하게 숨구멍 직경, 숨구멍 기하학 및 표면 화학을 포함하여 그들의 가장 중요한 매개변수를, 통제하기 위하여 디자인하기 위하여. 각자 명령 전기 화학 공정은 nanofabrication 접근으로 nanoscale에 구조상 기술설계를 능력을 발휘하기 위하여 간단하고, 싸기, 석판인쇄술 자유롭게 그리고 높게 유연하기 이기 때문에 선정됩니다.

전형적인 nanomembrane 구조물 (반토 산화물)는 우리의 실험실에서 일상적으로 날조했습니다 (높게 편성된 FIG. 2) 쇼는, 숨구멍 직경 (10-200 nm)를 포함하여, 지배할 수 있는 구조상을 가진 수직으로 맞추어진 숨구멍 채널 통신로 간 숨구멍 거리에 (50에 400 nm), 높은 숨구멍 종횡비, 숨구멍 조밀도 (10 -9 10 cm11 )-2, 유공성 (10 70%), 막 간격 (1 - 500 µm), 그리고 우수한 열, 화학 안정성 및 생물 겸용성 크기를 나타냅니다. nanomembranes의 구조상 특징은 조건 (전해질, 전압, 현재, 온도 및 시간)를 조정해서 제작 도중 쉽게 통제되 tunned 할 수 있습니다.

숫자 2. 각자 명령 전기화학 양극 처리에 의해 날조되는 nanomembranes (반토 산화물)의 세공 구조의 SEM 심상. 아) 윗 표면 및 b) 단면

모양과 래치드 숨구멍 기하학을 가진 nanomembranes 날조의 도전적인 문제는 고리 양극 처리에게 불린 유일한 전기화학 nanofabrication 방법의 발달을 통해 해결되었습니다. 복잡한 계층적인 숨구멍 아키텍쳐를 가진 nanomembranes의 그러므로 디자인은 저희가 분자 별거를 위해 전략으로 숨구멍 모양을 사용하는 것을 처음으로 허용합니다. 이 정기적인 nano 래치드를 사용하여 선택적인 분자 별거를 위한 새로운 개념은 새로운 별거 기술 (FIG. 3)를 밑에서 버티는 발달의 밑에 있습니다.

고리 양극 처리에 의해 날조되는 모양 숨구멍 기하학을 가진 숫자 3. Nanomembranes

날조한 nanomembranes의 속성을 진행하기 위하여는 우리는 (화학과 전기화학) 금속 코팅 탄소 nanotube 성장, 원자 층 공술서, 플라스마 중합 및 지상 functionalization와 같은 수정 프로세스를 관련시키는 그들의 추가 구조상과 화학 functionalization를 위한 몇몇 전략을 개발했습니다.

정확하게 통제되는 숨구멍 dimeters와 더불어 합성 nanomembranes는, 금, 니켈, 탄소, 중합체 및 nanoparticles로 (아래로 약간에 nm), 설계되었습니다. 막의 이동 성질 및 규모 및 화학제품 선택성은 현저하게 단단 선택적인 분자 별거를 위한 지나치게 요구하는 요구에 응하기 위하여 향상되었습니다.

이 막의 유일한 자석, 이온 교환, electrocatalytic 및 광학적 성질 (SERS, 간섭 측정)는 Ian Wark 연구소에 우리의 단을 위한 특정 관심의 생물 의학 진단 그리고 이식할 수 있는 약 납품을 위한 칩 기지를 둔, 레이블 자유로운 nanopore 바이오 센서의 발달과 더불어 우수한 잠재력을, 제안합니다.


참고

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, 저작권 AZoNano.com Dusan Losic (Ian Wark 연구소, 사우스 오스트레일리아의 대학) 박사

Date Added: Nov 4, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:23

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