Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

تقنية جديدة لانتاج أغشية مرنة مع بوليمر القنوات Subnanometer

Published on January 13, 2011 at 12:50 AM

المستقبليون العديد من تصور العالم التي تستخدم أغشية البوليمر مع الحجم الجزيئي قنوات لامتصاص الكربون ، وإنتاج أنواع الوقود المستخرجة من الطاقة الشمسية ، أو تحلية مياه البحر ، من بين العديد من الوظائف الأخرى.

وسوف تتطلب هذه الأساليب التي يمكن أن تكون هذه الأغشية ملفقة بسهولة بكميات كبيرة. وقد تم الآن تقنية يمثل خطوة أولى هامة على هذا الطريق تظاهر بنجاح.

صورة (أ) هو صورة فؤاد من غشاء البوليمر الذي يقابل الظلام الأساسية نانوتيوب العضوية. (ب) هو عرض TEM غشاء شبه توجه مع نانوتيوب العضوية دائري باللون الأحمر. معارض أقحم التكبير في صورة أنابيب واحد.

وقد طور الباحثون مع وزارة الطاقة الأمريكية في مختبر لورانس بيركلي الوطني (مختبر بيركلي) وجامعة كاليفورنيا (جامعة كاليفورنيا) في بيركلي إلى حل يستند إلى طريقة لحمل التجميع الذاتي الأغشية البوليمر المرن مع قنوات subnanometer محاذاة للغاية. متوافقة تماما مع عمليات تصنيع الأغشية التجارية ، ويعتقد أن هذه التقنية الجديدة لتكون المثال الأول من الأنابيب النانومترية العضوية ملفقة في غشاء الوظيفية عبر المسافات العيانية.

"لقد استخدمنا أنابيب تشكيل الببتيدات الحلقية وكتلة المشترك البوليمرات ليبرهن على وجود توجه شارك في التجمع تقنية لتصنيع أغشية مسامية subnanometer مسافات العيانية" ، ويقول شو تينغ ، عالم البوليمر الذي قاد هذا المشروع. "ينبغي أن تمكننا هذه التقنية لتوليد الأغشية الرقيقة التي يسهل اختراقها في المستقبل حيث يمكن تكييف حجم وشكل القنوات من التركيب الجزيئي للنانوتيوب العضوية".

شو ، الذي يحمل التعيينات مشتركة مع مختبر بيركلي شعبة علوم المواد وجامعة الإدارات كاليفورنيا بيركلي للعلوم وهندسة المواد ، والكيمياء ، هو المؤلف الرئيسي لورقة واصفا هذا العمل ، الذي تم نشره في مجلة الرابطة نانو. هو ورقة بعنوان "Subnanometer الأغشية الرقيقة المسامية من قبل الجمعية المشارك للأنابيب والوحدات الصغرى بوليمرات كتلة".

وقد شارك في التأليف ورقة مع نانا شو تشاو رن فنغ ، رامي حوراني ، لي مينغ تسانج ، شو جيسيكا ، ماو صموئيل ، وبريت هيلمز ، الذي هو مع مسبك الجزيئية ، ومركز علم النانو وزارة الطاقة واستضافت في مختبر بيركلي.

الأغشية توجيهها هي واحدة من أكثر الاختراعات الطبيعة ذكية ومهمة. بحكم حجمها -- -- نقل الجزيئات الأساسية والأيونات في ، من خلال والخروج من الخلية مثقبة مع خط قنوات subnanometer في الخارج والداخل من خلية بيولوجية ، والسيطرة على الأغشية. هذا النهج نفسه يحمل إمكانات هائلة لمجموعة واسعة من التقنيات البشرية ، ولكن التحدي تم العثور على وسيلة فعالة من حيث التكلفة من توجيه قنوات subnanometer عموديا الانحياز لمسافات العيانية على ركائز مرنة.

"الحصول على المستوى الجزيئي السيطرة على حجم المسام ، والشكل ، والكيمياء سطح الأغشية القنوات في البوليمر قد حققت عبر العديد من التخصصات ولكن ظلت على عنق الزجاجة ،" شو يقول. "لقد مفتعلا الأفلام المركب باستخدام الأنابيب النانومترية الكربونية قبل تشكيل والحقل هو جعل progess السريع ، ومع ذلك ، فإنه لا يزال يطرح تحديا لمرحلة ما قبل تشكيل الأنابيب النانوية توجيه طبيعية على سطح الفيلم عبر مسافات العيانية".

لقنوات subnanometer بهم ، وتستخدم شو ومجموعتها البحوث نانوتيوب العضوية التي تكونت طبيعيا الببتيدات الحلقية -- السلاسل التي تربط البروتين ببتيد إما في نهاية لجعل الدائرة. خلافا لأنابيب الكربون النانوية قبل تشكيلها ، وهذه الألياف العضوية هي "انعكاس" ، والذي يعني أنه يمكن حجمها واتجاه تعديلها بسهولة أثناء عملية التصنيع. للغشاء ، وتستخدم شو ومعاونيها بوليمرات كتلة -- متواليات طويلة أو "لبنات" من نوع واحد من جزيء المونومر منضمة إلى كتل من نوع آخر من جزيء المونومر. تماما كما في دوري الببتيدات نانوتيوب الذاتي التجمع ، بوليمرات كتلة واضحة المعالم في صفائف النانو مسافات العيانية الذاتي التجمع. وقد استخدم البوليمر يرتبط تساهميا إلى الببتيد دوري ك "وسيط" معا لربط هذين الذاتي تجميع نظم

"إن المتقارن البوليمر هو مفتاح الحل" شو يقول. "وتسيطر على واجهة بين الببتيدات الحلقية وبوليمرات كتلة ويتزامن بهم التجميع الذاتي ، والنتيجة هي أن قنوات أنابيب تنمو إلا في إطار من غشاء البوليمر ، وعندما يمكنك جعل كل شيء العمل معا على هذا النحو ، تصبح العملية حقا بسيط جدا. "

وكان شو وزملاؤها قادرة على افتعال أغشية مسامية subnanometer قياس عبر عدة سنتيمترات وتتميز عالية الكثافة صفائف من القنوات. تم اختبارها عبر القنوات القياسات نقل الغاز من ثاني أكسيد الكربون وneopentane. وأكدت هذه الاختبارات التي permeance كان أعلى لجزيئات الكربون من غاز ثاني أكسيد أصغر لأكبر جزيئات neopentane. وسوف تكون الخطوة التالية لاستخدام هذه التقنية لجعل سمكا الأغشية.

"ومن الناحية النظرية ، لا توجد أية قيود على حجم لأسلوبنا ذلك ينبغي أن يكون هناك أي مشكلة في صنع الأغشية أكثر من منطقة واسعة ،" شو يقول. "نحن متحمسون لأننا نعتقد أن هذا يدل على جدوى مزامنة عدة عمليات التجميع الذاتي من خلال تكييف التفاعلات بين المكونات الثانوية الفردية. عملنا يفتح طريقا جديدا لتحقيق الهياكل الهرمية متعدد المكونات في نظام واحد ، والذي بدوره يجب أن يساعد في التغلب على عنق الزجاجة لتحقيق مواد الوظيفية باستخدام نهج من أسفل إلى أعلى ".

المصدر : http://www.lbl.gov/

Last Update: 5. October 2011 19:31

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit