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

 

Страж Нанопорядка
Страж Нанопорядка

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019. Тезисы доклада Быкова В.А.

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



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.