중합체 막을 갖는 체질 이온

June 16, 2023

생물학적 신경계는 세포막을 통한 이온이라는 전기 전하 입자의 선택적 수송에 의해 작용한다. 제조 된 막이 유사한 이온 선택성을 달성 할 수 있다면, 물 정제, 미네랄 추출 및 에너지 저장을 포함한 많은 기술을 변형시킬 수 있습니다.

화학 엔지니어 Zhiping LAI는“중합체 막에 의해 서브 나노 미터 수준에서 정확한 이온 분리를 달성하는 것은 매우 어려운 일이다.
Ro Membrane

이온은 원자 또는 분자가 전자를 잃거나 얻을 때 형성되므로 양성 또는 음의 전하를 얻습니다. 나트륨 (Na+), 리튬 (Li+) 또는 클로라이드 (Cl-) 이온과 같은 단일 원자에서 유래 한 것은 1 나노 미터 (10-9 미터)보다 작습니다. 연구자들은 알려진 이온의 크기를 사용하여 시뮬레이션 연구를 수행했으며, 이는 공액 미세 다공성 중합체 (CMP) 막 구조에 연결하는 데 필요한 분자 단위로 작용할 수있는 적합한 단량체를 식별하는 데 도움이되었습니다.

그런 다음 전기성 막을 만들기 위해 Electrolymerization이라는 프로세스를 사용했습니다. 이 공정은 순환 전류를 사용하여 1,3,5- 트리 스 (N- 카르 바 졸릴) 벤젠 단량체 분자가 서로 연결될 때 형성되는 정확한 구조를 제어합니다.

Lai는 "비대칭 막 구조로 인해 생성 된 기공 크기와 다공성 수준을 결정하는 것은 어려웠다"고 덧붙였다.

기공의 작은 크기와 특성으로 인해 많은 일반적인 구조적 결정 방법을 사용하는 것이 분석을 방해했지만 가스 물리 흡착에서 용액이 발견되어 가스와의 재료의 상호 작용을 연구했습니다.

범위의 이온을 함유하는 용액을 사용한 시험에서, 막은 거의 모든 다른보고 된 막보다 우수한 선택적 이온-시프 성능을 갖는 것으로 입증되었다.

Zongyao Zhou는“이것은 우리의 혁신적인 중합체 막이 많은 에너지 및 환경 관련 이온 분리 공정에서 큰 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다. 해수에서 이온을 제거하여 마실 수있는 물을 생산하는 것이 명백한 가능성 중 하나입니다. 충전식 배터리 및 기타 에너지 저장 시스템은 또한 이온의 움직임을 제어하는 데 의존합니다.

Zhou는이 팀의 다음 목표는 다양한 혁신적인 화학 센서에서 사용될 막의 잠재력을 탐색하는 것이라고 말합니다. 환경 또는 의학적 관심의 많은 화학 물질은 이온으로 구성됩니다. 관심있는 이온이 막을 통과하도록 선택적으로 허용하는 막은 새로운 세대의보다 정확하고 유연한 센서 기술에 사용될 수 있습니다.

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