图灵的膜获得条纹净化水

在纳米尺度下材料结构可以有有用的属性,但使结构这个小在技术上具有挑战性。在中国工作的一个研究小组发现,解决这个问题,一个整洁的办法:让自发的自我组织为你工作。他们使用一个模式的过程在1950年代首次发现的著名数学家Alan Turing——他的作品打破了纳粹英格玛密码,使纳米聚合物膜水净化技术。¹

创建组织镜下聚合物系统通过一个自发的过程模式并不是一个新想法。相分离的微尺度聚合物组成的非混相块,由表面活性剂与纳米乳的形成,会产生各种各样的周期性结构,如六角排列列,薄片和互穿网络。²早在1980年代,水火不相容的被“冻结”快速聚合的接口使纳滤和水净化多孔膜。³

林张杭州和浙江大学的同事已经利用了不同,创建nanopatterns非平衡过程。在1952年,图灵表明反应和扩散在溶液中化学成分的混合物可以创建长寿地区成分不同,可以成为高度有序:所谓的图灵的结构。⁴图灵没有想到化学结构,但设计化学系统作为一个简单的对称断裂和模式构成过程的模拟生物,如受精卵胚胎形态的出现。

模式对峙

张先生和他的同事们认为,如果这样的结构可以形成的液体,可以聚合的两种成分的满足——在界面产生的材料将保留的形状图灵的模式。

他们使用各种著名的聚合过程和水胺酰氯的有机溶剂进行聚酰胺——用于制造尼龙的反应形成作为一个电影在两种液体的接口。让图灵的关键结构的反应需要一个催化剂,催化作用更多的形成,和一个抑制剂干扰这个过程。张先生说,在这种情况下,胺(哌嗪)作为催化剂,因为它可以加速聚合通过吸收在反应中产生的盐酸。酰氯(氯化trimesoyl)抑制剂。

图灵结构,反应化合物也必须扩散速度明显不同。正常界面聚合过程中不是这样。但是张先生和他的同事介绍了胺的纳米级微孔塑料(聚砜)支持电影,这会减慢扩散过程。他们进一步放缓增加溶液的粘度,聚合物添加剂。提示扩散率的差异在图灵的政权结构开始出现。

改变你的斑点

由此产生的聚合物膜,形成的塑料支架表面的这些模式元素,显示了这种模式的特征:斑点和条纹,这体现在聚合物膜无序圆圆的酒窝,像虫的皱纹每个约100海里。澳门万博公司通过控制界面反应条件,我们可以控制斑点和条纹之间的过渡,”张表示,尽管它们的大小是固定的。

研究人员然后测试这些支持,图案为水过滤膜。水可以通过非常薄的聚合物分散片,但溶解盐被屏蔽。细胞膜是如何达到这个目前尚不清楚,但张先生和他的同事使用金纳米粒子示踪剂的流动和显示,它是最高的模式特性——泡沫和管。澳门万博公司可能更渗透网站的可能只是稍微更有缺陷的聚合物或稀释剂领域,建议亚历山大纳在加利福尼亚的劳伦斯利弗莫尔国家实验室的发展水净化膜。

张的研究小组发现,水通量通过“条纹”膜的两倍作为“现货”的,它们属性的相应更大的表面积。和他们说,而传统海水淡化膜必须权衡盐对水通量排斥排斥越好,越低通量——这些图灵膜保持良好的盐排斥甚至高通量。钠和硫酸镁的解决方案,例如,99%以上的盐从水的速度通过大约120 l / m²膜/小时。

听起来不错。但不幸的是,最重要的盐海水淡化的拒绝,氯化钠,低得多,只有50%左右。纳说,这意味着他们目前已经远非竞争与什么相比。的进一步发展需要将拒绝商业所需的超过99%的脱盐,”他说。另一个问题仍有待回答,他说,是膜是否能承受高压力将水通过膜用于海水淡化技术。