Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Продемонстрирован новый электрохимический способ управления движением потока воды через мембраны из углеродных нанотрубок. (Источник: Rensselaer)

Нанотрубчатые мембраны для фильтрации воды

Ключевые слова:  нанотехнология, нанотрубки, НЭМС, периодика

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

24 февраля 2007

Используя достижения нанотехнологий, исследователи Ренсселеровского политехнического института (Rensselaer Polytechnic Institute) нашли способ управлять движением потока воды с беспрецедентным уровнем точности через мембраны из углеродных нанотрубок. Исследования, публикация которых намечена на 14 марта 2007 года в журнале Nano Letters, могут дать толчок технологиям, позволяющим почти мгновенно опреснять соленую воду или, к примеру, выделять конкретный вид ДНК из биологического образца.

Мембраны из нанотрубок привлекают внимание исследователей по следующей причине: наряду с большой скоростью проходящего через мембраны потока вещества, они также обладают высокой селективностью, позволяя отфильтровывать очень мелкую примесь и такие органические вещества, как белки и ДНК из материалов с высоким влагосодержанием. Однако проблема в том, что массивы нанотрубок не гигроскопичны и сильно отталкивают воду.

"Мы на фундаментальном уровне показали, что возможен новый механизм контроля водного транспорта, - заявил Нихил Кораткар (Nichil Koratkar), доцент кафедры машиностроения Ренсселеровского института. - Это первый случай, когда электрохимические средства могут быть использованы для контроля процесса взаимодействия воды с поверхностью нанотрубки".

Исследователи нашли способ использования низковольтного электричества для того, чтобы влиять на ток жидкости через нанотрубки. Данный способ контроля с таким высоким уровнем точности до настоящего времени еще не был осуществлен.

"В этом веке одна из самых больших проблем состоит в том, чтобы получить чистую питьевую воду, - сказал Koratkar. - Если вы сможете удалить соль из воды, то проблема будет решена. Природа делает это все время. Первый шаг к победе заключается в том, чтобы контролировать ток воды через наноканалы. Это мы успешно продемонстрировали. Данный этап можно считать началом исследований. Следующим шагом будет захват конкретных белков, ДНК и примесей в воде с помощью специально подготовленных нанотрубок. "

Исследователи обнаружили, что когда к мембранам подводится небольшой положительный потенциал величиной 1,7 В, а к воде - отрицательный, то нанотрубки быстро переключаются с отталкивания воды на ее «закачку». Если потенциал воды растет, то она течет через нанотрубки с экспоненциально растущей скоростью. Для проведения эксперимента с отрицательно заряженными нанотрубками требуется гораздо большее напряжение - 90 вольт.

Меняя полярность нанотрубок, команда исследователей могла управлять движением воды. При небольшом положительном заряде движению ничто не мешает, но когда заряд изменяет знак на противоположный, ток воды останавливается.

Было установлено, что стенки нанотрубок окисляются в результате электролиза воды, следовательно, можно говорить о том, что атомы кислорода, покрывающие поверхность нанотрубок, обеспечивают беспрепятственное движение воды. Как только знак заряда меняется, процесс окисления останавливается, и вода уже не проходит через неокислившиеся части трубок.

Исследование является первым шагом к созданию устройства, спроектированного с использованием нанотрубок и предназначенного для микрофильтрации определенных элементов и органические материалов. Данные разработки могут быть полезны в деле защиты окружающей среды, в производстве чистой питьевой воды, биомедицинских исследованиях.

Работы финансировались в рамках четырехлетнего гранта Национального научного фонда США.





Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Удивительные ленты диоксида олова
Удивительные ленты диоксида олова

Начинается XV Олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!"
Совсем скоро начнется юбилейная XV Всероссийская Интернет-олимпиада по нанотехнологиям «Нанотехнологии – прорыв в будущее!». Предлагаем ознакомиться с актуальной информацией и расписанием Олимпиады.

В России стартовал самый масштабный научно-популярный фестиваль
РГ: В МГУ дан старт самому масштабному научно-популярному событию в мире - Всероссийскому фестивалю NAUKA 0+. В программе - свыше 10 000 мероприятий: лекции нобелевских лауреатов, вебинары и мастер-классы, виртуальные лабораторные, научные шоу, интерактивные выставки, телемосты с CERN, Международной космической станцией и российской антарктической станцией "Восток", дискуссии о будущем человечества, показы научных фильмов, соревнования роботов, научные бои Science Slam, квизы и квесты, а также первый Виртуальный гипермузей науки.

Нобелевскую премию по химии присудили за метод редактирования генома
РИА Новости: Нобелевскую премию по химии за 2020 год получили Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна, разработавшие технологию редактирования генома.

Нобелевская премия за графен, или 10 лет спустя
Алексей Арсенин
О том, как графен повлиял на развитие науки и промышленности и можно ли его назвать материалом будущего — заместитель директора Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, кандидат физико-математических наук Алексей Арсенин

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



atoll a 575e m
 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.