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Posted in | Graphene

Graphene Nanopores에는 향상된 여과를 위한 막으로 응용이 있을 수 있었습니다

Published on October 24, 2012 at 4:49 AM

다량은 그것의 비할 데 없는 병력에 다른 어떤 물자 보다는 더 나았던 열과 전기를 수행하는 그것의 기능에게서 graphene의 특별하은 질로, 만들었습니다: 복합 재료로 일해, graphene는 Kevlar 보다는 잘 탄알을 격퇴할 수 있습니다. 이전 연구는 또한 보여주어, 초기 graphene - 벌집 패턴에서 배열되는 이제까지 발견된 불침투성 물자 중 탄소 원자의 현미경 장 -가 이다는 것을 물질 이상을 방벽 필름으로 만드.

graphene에 있는 큰 구멍의 고해상 줄기 심상. 구멍은 직경에 있는 10nm에 관하여 입니다. 오크리지 국립 연구소에 취하는. 심상 크레딧: Juan Carlos Idrobo

그러나 물자는 과학자는 생각이 있는 것처럼 꿰뚫을 수 없지 않을 지도 모릅니다. 화학 수증기 공술서에 의해, MIT 증가된 의 graphene의 1인용 시트에서 상대적으로 큰 막을 설계해서 오크리지 국립 연구소에서 연구원은 (ORNL) 다른 곳에 물자가 본질적인 결점을 품는다는 것을 것을을, 또는 그것의 원자 치수가 재진 기갑에 있는 구멍 발견하고. 실험에서는, 연구원은 더 큰 분자는 돌파하는 수 없는 그러나 소금 같이 작은 분자가 graphene 막의 작은 숨구멍을 쉽게 통과했다는 것을 것을을 발견했습니다.

결과, 연구원은 말합니다, graphene에 있는 결함에 아닙니다, 그러나 막과 같은 응용 약속의 가능성에 점 근해에서 필터 현미경 오염물질 또는 생물학 견본에서 분자의 분리되는 특정 모형.

"아무도는 graphene에 있는 구멍을의 앞에 찾았습니다," Rohit Karnik를, MIT에 기계 공학의 말합니다 부교수. "이 숨구멍을 변경하기 위하여 이용될 수 있는 많은 화학 방법이 있습니다, 그래서 입니다 막의 새로운 종류를 위한 플래트홈 기술."

인도 공과 대학 및 Fahd University 석유와 무기물의 임금에게서 연구원을 포함하여 Karnik 그리고 그의 동료는, Nano 전표 ACS에 있는 그들의 결과를 간행했습니다.

Karnik는 MIT 대학원 학생 Sean O'Hern와 다만 점증형 변경으로 이끌어 낼 수 있던 물자를 "찾기 위하여 작동했습니다, 그러나 쪽 막 식으로 상당한 뜀은 능력을 발휘합니다." 특히, 팀 던지기 주변에 2개 중요한 속성을 가진 물자를 위해, 높은 유출 및 tunability: 다시 말하면 빨리 액체를 필터하는 막은 또한, 그러나 쉽게 그 외를 덫을 놓고 있는 동안 특정 분자를 처음부터 끝까지 시키기 위하여 맞추어집니다. 그것의 극단적으로 얇은 구조물 및 그것의 병력 때문에 부분적으로 graphene, 결정되는 단: graphene의 장은 단 하나 원자 처럼, 그러나 충분히 강한 액체의 많은 양을 따로따로 갈가리 찢기 없이 처음부터 끝까지 시키기 위하여 약하게 입니다.

팀은 25 입방 밀리미터 - graphene 기준에 의하여 큰 천조 탄소 원자에 관하여 붙드는 표면을 뼘으로 재는 기사 A 막에 착수했습니다. 그(것)들은 MIT에 Jing Kong의 연구 단체에서 전문 기술에 차용하는 화학 수증기 공술서에 의해 종합된 graphene를, ITT 직업 개발 동료 전자 공학 교수 이용했습니다. 팀은 그 때 구멍으로 점을 찍은 폴리탄산염 기질로 graphene 장을 옮기기 위하여 기술을 개발했습니다.

일단 연구원이 성공적으로 graphene를 옮기면, 다양한 규모의 분자를 포함하는 흐르는 근해에 그것을 드러내는 유래 막으로 실험하는 것을 시작했습니다. 그(것)들은 graphene가 실제로 불침투성 경우에 이면, 분자는 전체에 흐르는에서 막힐 것이라는 점을 이론화핬습니다. 그러나, 관찰된 연구원으로 다르게 보여주어 소금을 칩니다 막 흘러 관통 실험합니다.

다른 시험으로, 팀은 구리를 녹이는 화학 약제에 그것에 증가된 graphene를 가진 구리 포일을 드러냈습니다. 금속 보호 대신에, graphene는 에이전트를 처음부터 끝까지 시켜, 근본적인 구리를 침식하. Graphene 내의 숨구멍의 규모를 시험하기 위하여는, 단은 더 큰 분자를 가진 근해를 필터하는 것을 시도했습니다. 더 큰 분자가 막을 통과할기 수 없기 때문에 숨구멍의 규모에 한계가 있었다 나타났습니다.

마지막 실험으로, Karnik와 O'Hern는 Juan Carlos Idrobo와 협력하여 ORNL를 고성능 전자 현미경을 통해서 물자를 보는 graphene 막에 있는 실제적인 구멍을 관찰했습니다. 그(것)들은 숨구멍이 대략 1개에서 12까지 나노미터 - 다만 넓게 충분히 선택적으로 처음부터 끝까지 시켰다는 것을 몇몇 작은 분자를 크기로 구역 수색했다는 것을 것을을 발견했습니다.

"지금 우리는 이 특성에서" Karnik가 말하는지 graphene가 어떻게 작동하고, 어떤 종류의 본질적인 숨구멍이 있는지 알고 있습니다. "약간 감에서 실제적으로 graphene 기지를 둔 막 실현에입니다 처음 단계."

Karnik는 그 같은 막을 위한 근기 응용이 graphene의 층이 "환경에서 센서를 보호할 수 있던 관심사의 단지 분자 또는 오염물질을 통해서 시키는 휴대용 센서를," 포함할 수 있다는 것을 추가합니다. 다른 사용은 약 납품에, graphene가, 조절 방출에 있는 치료를 전달하는 결의가 굳은 규모의 숨구멍으로 점을 찍은 상태에서 있을 수 있습니다.

"우리는 다른 기질로 추가 graphene를 옮기기의 과정에서 지금 이고 근해 여과를 위한 실행 가능한 막을 만드는 구멍을 우리의 자신의 만들기," O'Hern는 말합니다.

graphene가 결점을 품다 단의 결과가 첫번째 데몬스트레이션이다는 것을 Scott 낱단, 콜로라도의 대학에 기계 공학의 조교수는, 밝힙니다. 단이 "발육된 막은 분자 가늠자에 입자를 분리하는 혁명적인 막"인 가능성으로 가지고있ㅂ니다.

"지금 해결될 필요가 있는 문제점 사람이 더 작은 분자 사이에서 감별할 수 있다는 것을 입니다,"는 낱단은 밝힙니다. "일단 이것이 일어나면, graphene 막은 결국." 약속하는 확실하게 현저한 속성을 실천할 것입니다

일에서 관련시킨 그밖 연구원은 Cameron Stewart, 마이클 Boutilier, Sreekar Bhaviripudi, Sarit Das, Tahar Laoui 및 Muataz Atieh입니다. 이 일은 MIT와 KFUPM에 깨끗한 물을 위한 센터를 통해서 석유 그리고 무기물의 임금에 의해 Fahd University 및 청정 에너지 투자되고, 또한 ORNL 몫 프로그램에 의해 지원되었습니다.

근원: MIT

Last Update: 24. October 2012 05:40

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