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Subnanometer चैनल के साथ लचीला बहुलक झिल्ली Fabricating के लिए नई तकनीक

Published on January 13, 2011 at 12:50 AM

कई futurists एक दुनिया में जो आणविक आकार चैनलों के साथ बहुलक झिल्ली करने के लिए कार्बन कब्जा, सौर ऊर्जा आधारित ईंधन का उत्पादन करने के लिए, या कई अन्य कार्यों के बीच, समुद्र के पानी desalinating के लिए उपयोग किया जाता है कल्पना.

इस तरीके है जिसके द्वारा ऐसे झिल्ली भारी मात्रा में आसानी से गढ़े जा सकता है की आवश्यकता होगी. कि सड़क के नीचे एक महत्वपूर्ण पहला कदम का प्रतिनिधित्व तकनीक अब सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया गया है.

छवि (क) एक बहुलक झिल्ली जिसका अंधेरे कोर जैविक नैनोट्यूब से मेल खाती है एक AFM छवि है. (ख) एक कार्बनिक लाल रंग में परिक्रमा नैनोट्यूब के साथ एक झिल्ली उप मोड़ा दिखा मंदिर है. इनसेट से पता चलता है एक एकल नैनोट्यूब छवि में तेजी से बढ़ी.

ऊर्जा लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला के अमेरिकी विभाग (बर्कले लैब) और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के बर्कले (यूसी) के साथ शोधकर्ताओं ने अत्यधिक गठबंधन subnanometer चैनल के साथ लचीला बहुलक झिल्ली के आत्म विधानसभा उत्प्रेरण के लिए एक समाधान आधारित विधि विकसित किया है. पूरी तरह से वाणिज्यिक झिल्ली प्रक्रियाओं निर्माण के साथ संगत, इस नई तकनीक के लिए जैविक macroscopic दूरी पर एक कार्यात्मक झिल्ली में गढ़े नैनोट्यूब का पहला उदाहरण माना जा रहा है.

"हम का उपयोग किया है नैनोट्यूब बनाने चक्रीय पेप्टाइड और सह पॉलिमर ब्लॉक करने के लिए निर्देशित macroscopic दूरी पर subnanometer झरझरा झिल्ली के लिए fabricating तकनीक सह विधानसभा का प्रदर्शन," टिंग Xu, एक बहुलक वैज्ञानिक, जो इस परियोजना का नेतृत्व किया कहते हैं. "इस तकनीक हमें भविष्य जहां चैनलों के आकार और आकृति जैविक नैनोट्यूब की आणविक संरचना के अनुरूप किया जा सकता में झरझरा पतली फिल्मों उत्पन्न करने के लिए सक्षम होना चाहिए."

Xu, जो बर्कले लैब है सामग्री विज्ञान डिवीजन और कैलिफोर्निया बर्कले विभागों सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के विश्वविद्यालय, और रसायन विज्ञान के साथ संयुक्त नियुक्तियों रखती है इस काम है, जो नैनो ACS पत्रिका में प्रकाशित किया गया है का वर्णन कागज के प्रमुख लेखक है. कागज शीर्षक है "नैनोट्यूब सब यूनिटों और ब्लॉक Copolymers के सह विधानसभा द्वारा Subnanometer झरझरा पतली फिल्मों."

सह संलेखन Xu कागज के साथ नाना झाओ, फेंग रेन, रामी Hourani, मिंग त्सांग ली, जेसिका शू, शमूएल माओ, और ब्रेट हेल्म्स, जो आण्विक फाउंड्री, डो nanoscience केंद्र बर्कले लैब में होस्ट के साथ थे.

Channeled झिल्ली एक प्रकृति के सबसे चतुर और महत्वपूर्ण आविष्कार के हैं. छिद्रित झिल्ली के आकार के आधार पर - आवश्यक अणुओं और आयनों में परिवहन, के माध्यम से, और सेल के बाहर subnanometer चैनलों लाइन बाहरी और एक जैविक सेल, को नियंत्रित करने के इंटीरियर के साथ. यह वही दृष्टिकोण मानव प्रौद्योगिकियों के एक विस्तृत रेंज के लिए भारी क्षमता रखती है, लेकिन चुनौती लचीला substrates पर macroscopic दूरी पर खड़ी गठबंधन subnanometer चैनलों orienting के एक लागत प्रभावी का मतलब खोजने गया है.

"ध्यान में लीन होना आकार, आकृति, और बहुलक झिल्ली में चैनलों के रसायन शास्त्र की सतह पर आणविक स्तर पर नियंत्रण प्राप्त करने के कई विषयों में जांच की गई है लेकिन एक महत्वपूर्ण अड़चन बनी हुई है" Xu कहते हैं. "समग्र फिल्मों पूर्व गठित कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग करने और क्षेत्र तेजी से progess बनाने है गढ़े किया गया है, तथापि, यह अभी भी पूरबी पूर्व गठन नैनोट्यूब macroscopic दूरी पर फिल्म की सतह के लिए सामान्य करने के लिए एक चुनौती प्रस्तुत करता है."

पॉलीपेप्टाइड प्रोटीन श्रृंखला है कि या तो अंत में कनेक्ट करने के लिए एक वृत्त बनाते हैं - उनके subnanometer चैनलों के लिए, Xu और उसके अनुसंधान समूह कार्बनिक स्वाभाविक रूप से चक्रीय पेप्टाइड्स द्वारा गठित नैनोट्यूब इस्तेमाल किया. पूर्व गठित कार्बन नैनोट्यूब के विपरीत, इन कार्बनिक नैनोट्यूब कर रहे हैं "पलटवाँ," जिसका अर्थ है उनके आकार और ओरिएंटेशन को आसानी से निर्माण की प्रक्रिया के दौरान संशोधित किया जा सकता है. लंबे दृश्यों या monomer अणु के एक अन्य प्रकार के ब्लॉक करने के लिए बाध्य monomer अणु की एक प्रकार की "ब्लाक" झिल्ली के लिए, Xu और उनके सहयोगियों ब्लॉक copolymers का इस्तेमाल किया. बस के रूप में चक्रीय पेप्टाइड्स नैनोट्यूब में स्वयं को इकट्ठा करने के लिए, ब्लॉक copolymers macroscopic दूरी पर nanostructures की अच्छी तरह से परिभाषित सरणियों में इकट्ठा स्वयं. एक covalently चक्रीय पेप्टाइड से जुड़े बहुलक एक "मध्यस्थ" के रूप में इस्तेमाल किया गया था एक साथ इन दो स्वयं कोडांतरण प्रणाली बाँध

"बहुलक संयुग्म कुंजी है" Xu कहते हैं. "यह चक्रीय पेप्टाइड और copolymers ब्लॉक के बीच इंटरफेस पर नियंत्रण और उनके आत्म विधानसभा सिंक्रनाइज़ नतीजा है कि नैनोट्यूब चैनलों बहुलक झिल्ली के ढांचे के भीतर ही विकसित है.. जब आप सब कुछ एक साथ इस तरह से काम कर सकते हैं, प्रक्रिया को वास्तव में हो जाता है बहुत आसान है. "

Last Update: 9. October 2011 03:57

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