Przełomowy sposób tworzenia porów zmienia technologię membranową

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Chicagowskiego opracowali nowy sposób tworzenia wielu drobnych otworów, zwanych nanoporami, które mogą zmieniać działanie membran. Metoda stworzona przez zespół pod kierownictwem profesora Chong Liu pozwala na pokonanie trudności związanych z zastosowaniem tych membran poza laboratorium. Technika ta polega na wykorzystaniu materiałów, które są naturalnie słabe w pewnych miejscach, a następnie precyzyjnym tworzeniu wielu porów za pomocą pola elektrycznego.

Polikrystaliczny disiarczek molibdenu jest stosowany w tej metodzie do kontrolowania miejsc powstawania porów. Technika ta pozwala zmieniać zarówno liczbę, jak i rozmiar porów - od 4 nanometrów do mniej niż jednego nanometra. Udoskonalenia te sprawiają, że proces ten znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak oczyszczanie wody i systemy energetyczne.

Ukierunkowane oczyszczanie wody z zanieczyszczeń, odzyskiwanie cennych metali oraz generowanie energii osmotycznej.

Nanoporowate membrany stanowią obiecujące rozwiązanie w zastosowaniach środowiskowych, zwłaszcza w oczyszczaniu wody i odzyskiwaniu surowców. Skutecznie usuwają jony metali, takie jak lit, co ma istotne znaczenie dla systemów energii odnawialnej. Dzięki mikroskopijnym i równomiernie rozmieszczonym porom, te membrany charakteryzują się dużą czułością i wydajnością.

Zobacz również:

Dzisiaj · 09:25

Nowe badanie: warzywa z ogrodów przy Fayetteville Works zanieczyszczone związkami PFAS i GenX

Nowa metoda ma istotne znaczenie dla nauk o materiałach, umożliwiając tworzenie porów w materiałach na sposoby, które wcześniej nie były możliwe. Może to prowadzić do udoskonaleń w technologiach ogniw paliwowych i baterii. Odkrycie to otwiera także drzwi do nowych metod precyzyjnego tworzenia materiałów, badając, jak kontrolować ich skład, strukturę i defekty.

Zespół kierowany przez Liu współpracował z profesorami Shirley Meng i Shuolong Yang, skupiając się na postępach w technologii kwantowej i bateryjnej. Dzięki połączeniu swojej wiedzy dokonali znaczącego postępu w tworzeniu nanoporów. To pokazuje, jak różne dziedziny nauki mogą współpracować, aby rozwiązywać istotne wyzwania materialowe.

Ten sposób tworzenia nanoporów stanowi istotny krok w kierunku produkcji membran na szeroką skalę, które będą efektywne w wielu zastosowaniach. Badanie podkreśla kluczową rolę inżynierii materiałowej w rozwiązywaniu pilnych problemów środowiskowych i technologicznych.