Die Verwendung von Nanoporen könnte zu saubererem Wasser führen

Nicht alle Nanoporen sind gleich. Für den Anfang variieren ihre Durchmesser zwischen 1 und 10 Nanometern (NM).

Die kleinsten dieser Nanoporen, die als einstellige Nanoporen (SDNs) bezeichnet werden, haben Durchmesser von weniger als 10 nm und wurden erst kürzlich in Experimenten für Präzisionstransportmessungen verwendet.

Ein Team von Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) Wissenschaftlern und Kollegen aus sieben anderen Institutionen, angeführt vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), hat die jüngsten SDN -Experimente untersucht und kritische Lücken zum Verständnis der nanoskaligen Hydrodynamik, der molekularen Einsiegel, fluidischen Struktur und der thermodynamischen Struktur und der thermodynamischen Struktur identifiziert und thanmodynamisch .
water filter

Das Team sagte, ein besseres Verständnis des Transports im Nanoskala kann zu innovativen Technologien wie neuen Membranen für die Wasserreinigung, neue gasdurchlässige Materialien und Energiespeichergeräte führen.

"Wenn wir diese Lücken füllen können, können wir im Nanoskala neue Mechanismen des molekularen und ionischen Transports entdecken, die für eine Vielzahl neuer Technologien gelten können" der physikalischen Chemie.

SDNs können auf Sieb von Ionen zugeschnitten werden, die effizient aus dem Meerwasser dienen und als Membranen für die Meerwasserentsalzung dienen. Differenz zwischen polaren und unpolaren Flüssigkeiten; Verbesserung des Protonentransports in Brennstoffzellenanwendungen; und Strom aus osmotischer Krafternte erzeugen.

"Ein tieferes Verständnis des Wassertransports durch SDNs kann es uns ermöglichen, robuste synthetische Analoga von Transmembranproteinen wie Aquaporinen für Wasserbehandlungsanwendungen aufzubauen", sagte LLNL Materialwissenschaftler Aleksandr Noy, ein weiterer Co-Autor des Artikels.

Das Team analysierte sieben Wissenslücken im Verständnis des nanoskaligen Verhaltens. Zum Beispiel haben Wissenschaftler in Nanoporen eine kontraintuitive Slip-Flow-Verbesserung verzeichnet, bei denen die engsten Nanoporen die höchsten Massentransportraten zeigen. Andere bemerkenswerte Wissenslücken umfassen Flüssigkeitsphasengrenzen in SDNs, die relativ zu ihren Massenflüssigkeits -Gegenstücken verzerrt sind, und nichtlineare korrelative Effekte beim Ionentransport durch SDNs, die in Nanoporen mit größerem Durchmesser nicht beobachtet werden.

"Wir gehen davon aus , LLNL Director of Sponsored Science und Co-Autor der Überprüfung.