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

Graphene Nanopores 能有應用作為先進的濾清的膜

Published on October 24, 2012 at 4:49 AM

比其他材料由 graphene 的例外質量做成,由其能力執行熱和電好對其空前的力量: 從事到一種合成材料, graphene 更好比凱夫拉爾可能排斥項目符號。 早先研究也向顯示原始 graphene - 碳原子微觀頁在蜂窩模式安排的 - 是在被發現的最不滲透性的材料中,做物質理想作為障礙影片。

一個大漏洞的高分辨率詞根圖像在 graphene 的。 這個漏洞是關於直徑的 10nm。 採取在橡樹嶺國家實驗室。 畫像著作權: 胡安・卡洛斯 Idrobo

但是材料可能不是一樣難貫穿的,像科學家有想法。 通過設計相對地從化學氣相沉積增長的 graphene 單張的大膜,從 MIT,橡樹嶺國家實驗室的研究員 (ORNL)和在別處發現材料負擔內在缺陷,或者在其原子尺寸裝甲的漏洞。 在實驗,研究員發現像鹽的小的分子容易地穿過了 graphene 膜的微小的毛孔,而更大的分子無法擊穿。

結果,研究員說,點不對在 graphene 的一個缺點,而且對承諾應用的可能性,例如膜從水的補白微觀汙染物,或者分子的單獨特定類型從生物範例的。

「沒人尋找在 graphene 的漏洞前面」,副教授說 Rohit Karnik,機械工程在 MIT 的。 「有可以用於修改這些毛孔的很多化工方法,因此它是膜新的選件類的平臺技術」。

Karnik 和他的同事,包括研究員從印第安石油和礦物的技術研究所和 Fahd University 國王,發布了他們的結果在納諾這個的日記帳 ACS 上。

Karnik 運作與 MIT 研究生夏恩 O'Hern 尋找可能導致不僅僅遞增更改的材料 「,但是根據方式膜的大量的飛躍執行」。 特別是,小組轉換為與二個關鍵屬性的材料,高漲潮和 tunability : 即迅速過濾流體的膜,但是容易地也被剪裁通過讓某些分子,當捕捉其他時。 決定 graphene 組,一部分由於其非常稀薄的結構和其力量: graphene 頁一樣稀薄是作為一個唯一原子,但是足够嚴格通過讓流體的大容量,无需分開切細。

這個小組開始了到跨過 25 平方毫米 - 是大根據 graphene 標準的表面的工程師 A 膜,暫掛關於百萬之四次方碳原子。 他們在 MIT 使用了化學氣相沉積綜合的 graphene,借用在專門技術從研究小組 Jing Kong, ITT 職業發展關聯電機學教授。 這個小組然後開發技術調用 graphene 頁到聚碳酸酯纖維基體加點與漏洞。

一旦研究員順利地調用了 graphene,他們開始試驗發生的膜,顯示它在包含變化的範圍的分子流動的水。 他們推理,如果 graphene 的確是不滲透性的,分子從流將被阻攔。 然而,試驗否則顯示,作為研究員被觀察鹽溶流經膜。

作為另一個測試,這個小組顯示了與對此增長的 graphene 的銅箔在溶化銅的一種化學藥劑。 而不是保護這種金屬, graphene 通過讓作用者,腐蝕基礎銅。 要測試毛孔的範圍在 graphene 內的,這個組嘗試過濾與更大的分子的水。 看來有限額對毛孔的範圍,因為更大的分子無法穿過膜。

作為一個最終實驗, Karnik 和 O'Hern 觀察了在 graphene 膜的實際漏洞,查看材料通過一臺大功率的電子顯微鏡 ORNL 與胡安・卡洛斯 Idrobo 合作。 他們發現毛孔從大約 1 到 12 毫微米在大小上範圍 - 寬足够通過選擇性地讓一些小的分子。

「我們從此描述特性現在知道 graphene 如何正常運行,并且什麼樣的內在毛孔它有」, Karnik 說。 「在若乾意義它是第一步對實用認識到基於 graphene 的膜」。

Karnik 補充說,對這樣膜的近期申請可能包括 graphene 層 「可能保護從這個環境的傳感器」,讓通過仅分子或汙染物的一個可移植的傳感器利益。 另一使用可能在藥物發運,当 graphene,加點與一個確定的範圍的毛孔,提供在受控版本的療法。

「我們現在是在調用更多 graphene 過程中到不同的基體,并且做漏洞我們自己,做水濾清的一個可行的膜」, O'Hern 說。

斯科特束,在科羅拉多大學的機械工程一位助理教授,說組的結果是第一演示 graphene 負擔缺陷。 這個組發展的膜 「有潛在是分隔微粒在這個分子縮放比例的一個革命膜」。

「現在需要被論及的問題是一个是否可能歧視在更小的分子之間」,束說。 「一旦這發生, graphene 膜最終將實現他們承諾的正確地卓越的屬性」。

介入這個工作其他研究員是卡梅倫斯圖爾特,邁克爾 Boutilier, Sreekar Bhaviripudi, Sarit Das, Tahar Laoui 和 Muataz Atieh。 由石油和礦物的國王在 MIT 和 KFUPM 的 Fahd University 通過中心清水和清明節資助和 ORNL 共用程序也支持此工作。

來源: MIT

Last Update: 24. October 2012 05:39

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