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

 

Тетраподы ZnO
Тетраподы ZnO

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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!



 
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.