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

Graphene Nanopores Смогло Иметь Применения как Мембраны для Предварительной Фильтрации

Published on October 24, 2012 at 4:49 AM

Много было сделано качеств graphene исключительнейших, от своей способности дирижировать жару и электричество более лучшие чем любой другой материал к своей несравненный прочности: Работать в композиционный материал, graphene может оттолкнуть пулями более лучше чем Кевлар. Предыдущее исследование также показывало что древнее graphene - микроскопический лист атомов углерода аранжированных в картине сота - среди самых непомокаемых всегда открываемых материалов, делающ идеал вещества как заграждающий слой.

Высокое изображение СТЕРЖНЯ разрешения большого отверстия в graphene. Отверстие о 10nm в диаметре. Принято на Лабораторию Oak Ridge Национальную. Кредит Изображения: Juan Carlos Idrobo

Но материал не может быть как труднопроходим по мере того как научные работники имеют мысль. Путем проектировать относительно большие мембраны от одиночных листов graphene, котор росло низложение химического пара, исследователя от MIT, Лаборатории Oak Ridge Национальной (ORNL) и в другом месте находили что материал носит внутреннеприсущие дефекты, или отверстия в своем атом-определенном размер панцыре. В экспериментах, исследователя нашли что малые молекулы как соли прошли легко через поры мембраны graphene малюсенькие, пока более большие молекулы были неспособны прорезать.

Результаты, исследователя говорят, пункт не к рванине в graphene, но к возможности обещать применениям, как мембраны что загрязняющие елементы фильтра микроскопические от воды, или что отдельно специфические типы молекул от биологических образцов.

«Никто искало отверстия в graphene перед,» говорит Rohit Karnik, адъюнкта-профессора машиностроения на MIT. «Много химические методы которые можно использовать для того чтобы доработать эти поры, поэтому технология платформы для нового класса мембран.»

Karnik и его коллегаы, включая исследователей от Индийских Института Технологии и Короля Fahd Университета Петролеума и Минералов, опубликовывали их результаты в журнале ACS Nano.

Karnik работало с аспирантом Шон O'Hern MIT для того чтобы искать материалы «которые смогли вести к не как раз дифференциальным изменениям, но существенные перескакивания оперируя понятиями мембран путя выполняют.» В частности, бросание команды вокруг для материалов с 2 ключевыми атрибутами, высокоинтенсивный поток и tunability: то есть, мембраны которые быстро фильтруют жидкости, но также легко портняжничаны для того чтобы препятствовать некоторым молекулам до конца пока поглощающ другие. Группа установленная на graphene, в части из-за своей весьма тонкой структуры и своей прочности: Лист graphene как тонко как одиночный атом, но сильно достаточно препятствовать высоким уровням жидкостей до конца без shredding врозь.

Команда установила вне для того чтобы проектировать мембрану spanning 25 квадратных миллиметров - поверхностная область которая большая стандартами graphene, держа о атомах углерода quadrillion. Они использовали graphene синтезированное низложением химического пара, одалживая на экспертизе от исследовательской группы Jing Kong, Адъюнкт-Профессор Профессиональной Карьеры ITT Электротехники на MIT. Команда после этого начала методы для того чтобы перенести лист graphene к субстрату поликарбоната поставленному точки с отверстиями.

Как Только исследователя успешно перенесли graphene, они начали экспериментировать при приводя к мембрана, подвергая действию она к текущей воде содержа молекулы меняя размеров. Они теоретизировали что если graphene было деиствительно непомокаемо, то молекулы будут прегражены от пропускать поперек. Однако, экспериментирует показано в противном случае, как наблюдаемые исследователя солит пропускать через мембрану.

Как другое испытание, команда подвергла действию медная фольга при graphene, котор росли на ем к химическому веществу которое растворяет медь. Вместо защищать металл, graphene препятствовало агенту до конца, вытравливающ основную медь. Для того чтобы испытать размер пор внутри graphene, группа попытала фильтровать воду с более большими молекулами. Она показалась что был предел к размеру пор, по мере того как более большие молекулы были неспособны пройти через мембрану.

Как окончательный эксперимент, Karnik и O'Hern наблюдали фактическими отверстиями в мембране graphene, смотря материал через мощный электронный кинескоп на ORNL в сотрудничестве с Juan Carlos Idrobo. Они нашли что поры заколебались в размере от около 1 до 12 нанометров - как раз широко достаточно выборочно препятствовали некоторым малым молекулам до конца.

«Теперь мы знаем от этой характеризации как graphene поступает, и какие вроде внутреннеприсущие поры оно имеет,» Karnik говорит. «В некотором чувстве первый шаг к практически осуществлять graphene-основанные мембраны.»

Karnik добавляет что краткосрочное применение для таких мембран может включить портативный датчик в котором слой graphene «смог защищать датчик от окружающей среды,» препятствуя через только молекулу или загрязняющий елемент интереса. Другая польза может находиться в поставке снадобья, при graphene, поставленное точки при поры решительно размера, поставляя терапии в контролируемом отпуске.

«Мы теперь в процессе переносить больше graphene к различным субстратам и делающ отверстия наших, делая жизнеспособную мембрану для фильтрации воды,» O'Hern говорит.

Пук Скотта, ассистент профессора машиностроения на Университете Колорадо, говорит что результаты группы первая демонстрация что graphene носит дефекты. Мембрана развитая группой «имеет потенциал быть революционной мембраной» которая отделяет частицы на молекулярном маштабе.

«Вопрос которому теперь нужно быть адресованным ли одно может различить между более малыми молекулами,» Пук говорит. «Как Только это случается, мембраны graphene окончательно будут жить до поистине замечательных свойств которым они обещают.»

Другие исследователя, котор включили в работу Камерон Stewart, Майкл Boutilier, Sreekar Bhaviripudi, Sarit Das, Tahar Laoui и Muataz Atieh. Эта работа была фондирована Королем Fahd Университетом Петролеума и Минералов через Центр для Чистой Воды и Экологически Чистой Энергией на MIT и KFUPM, и также была поддержана программой Доли ORNL.

Источник: MIT

Last Update: 24. October 2012 05:41

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