물을 정화하고 스스로를 건설하는 자연스럽게 영감을 받고 재사용 가능한 시스템

June 16, 2023

본질적으로, 다른 액체의 경계에서 분자의 상호 작용은 새로운 구조를 야기 할 수있다. 이 자체 조립 분자는 세포 형성을 가능하게하며 지구상의 모든 생명의 발달에 중요한 역할을합니다.

또한 특정 기능을 수행하도록 설계 될 수 있으며 현재 Penn State 연구원 팀은이 기회를 활용하여 물에서 지속적인 오염 물질을 제거 할 수있는 재료를 개발했습니다. 연구원들은 최근 고급 기능 재료에 대한 연구 결과를 발표했습니다.
Ro Water Filter

생물 의학 공학 조교수이자 논문의 저자 인 Scott Medina는“우리는 생물학적 시스템에서 영감을 얻어 비 생물학적 분자로 유사한 현상을 얻을 수 있는지 확인했다.

연구자들은 실험을 위해 자연에서 일반적으로 발견되지 않은 요소 인 플루오린을 아미노산에 포함시키고 불소화 오일과 혼합하여 분자 구성을 안내하기로 결정했습니다. 이 팀은 불소화 오일을 물에 첨가하여 아미노산 코팅으로 둘러싸인 불소 방울로 구성된 비드를 형성했습니다. 연구원들이 바이알을 뒤집어 구슬을 공기에 노출 시켰을 때, 비드의 구성 요소는 필름을 형성하기 위해 재배치했다. 2 층의 미세한 아미노산 결정질 구조로 둘러싸인 얇은 플루오르 화 오일로 구성된이 필름은 교반 할 때 비드로 자체적으로 재배치 할 수 있고 다른 형광 분자를 가져갈 수 있습니다.

메디나는“불소는 다른 사람들과 잘 어울리지 않기 때문에 그것들을 합치면 매우 강력한 상호 작용이있다”고 말했다. "물에 불소화 된 오염 물질은 물에서 자신을 분리하고 다른 불소가 풍부한 물질을 찾기를 원합니다."

이 현상과 필름 상태와 비드 모양 사이를 전환 할 수있는 화합물의 능력은 가능한 오염 물질 포획에 대한 연구원의 관심을 불러 일으켰습니다. 당 및 폴리 플루오로 알킬 물질 (PFAS)은 물 또는 그리스 반성 제품의 제조에 일반적으로 사용되는 불소를 함유하는 인공 화학 물질입니다. 그들의 분자 구조를 통해 환경과 인체에서 축적 할 수 있습니다.

메디나는“자연은 불소 함유 분자를 효율적으로 분해하는 방법을 진화하지 않았 으므로이 화합물은 오랫동안 붙어있다”고 말했다. "그들은 폐수와 토양에 들어가서 식수와 음식에 들어가고, 우리는 그들을 소비하고 우리 몸도 잘 저하하지 않습니다."

새로운 화합물의 PFAS 포획 가능성을 테스트하기 위해 연구자들은 불소화 된 아미노산 필름으로 코팅 된 플라스틱 용기에 오염 된 물을 추가했습니다. 이 필름은 2 시간 이내에 PFAS 물질을 포착하여 최대 24 시간 동안 보관할 수있었습니다. 이 단계로부터, PFA를 포함하는 필름은 현재 정제 된 물에서 쉽게 수집 할 수있는 응집력있는 구슬로 스스로를 개혁하기 위해 동요 될 수있다.

연구자들은 이러한 오염 물질 추출 능력을 더 탐구하여 물 정제뿐만 아니라 공기로부터 화합물을 수확 할 가능성을 조사 할 계획이다. 그 응용에 대한 추가 연구를 통해 불소화 화합물은 다양한 환경에서 사용하기위한 다용도 오염 물질 제거 도구가 될 수 있습니다.

Medina는“PFA의 독성을 조사하고이를 조절하는 방법을 조사하는 데 많은 노력이있다”고 말했다. "이 자료는 식수에서 PFA를 제거하기 위해 구현 될 수 있으며 다른 지역에서도 많은 유용성을 가질 수 있다고 생각합니다."

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작가:

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