नैनोपोरस झिल्ली पानी र अन्य धेरै अनुप्रयोगहरूबाट अशुद्धताहरू फिल्टर गर्नका लागि बहुमूल्य उपकरणहरू हुन्। यद्यपि, तिनीहरूको डिजाइनहरू पूर्ण गर्न अझै धेरै काम गर्न बाँकी छ।
भर्खरै, प्रो. अमिर हाजी-अकबरीको प्रयोगशालाले झिल्लीमा न्यानोसाइज्ड प्वालहरू राख्ने ठाउँले ठूलो फरक पार्न सक्छ भनेर देखाएको छ। मा नतिजा प्रकाशित छ ACS नानो.
नैनोपोरस झिल्ली। छवि क्रेडिट: येल विश्वविद्यालय
हालैका वर्षहरूमा, ग्रेफिन, पोलिमर, सिलिकन र अन्य सामग्रीहरूबाट बनेको न्यानोपोरस झिल्लीहरू ग्यास छुट्याउन, पानी सफा गर्ने, भाइरस निस्पंदन, ऊर्जा उत्पादन, ग्यास भण्डारण, र औषधि वितरणको लागि सफलतापूर्वक प्रयोग गरिएको छ। यद्यपि, अवांछितहरूलाई बाहिर राख्दा सबै दायाँ अणुहरूलाई पास गर्न दिने झिल्लीहरू सिर्जना गर्न गाह्रो साबित भएको छ।
पानीलाई डिसेलिनेट गर्नका लागि, उदाहरणका लागि, झिल्लीमा पानीको लागि उच्च पारगम्यता हुनुपर्दछ जबकि साना आयनिक र आणविक घुलनशीलहरू र अन्य अशुद्धताहरूलाई पर्याप्त रूपमा अवरुद्ध गर्दछ। तर अन्वेषकहरूले पत्ता लगाएका छन् कि झिल्लीको पारगम्यता बढाउँदा अक्सर यसको चयनशीलतामा सम्झौता हुन्छ, र यसको विपरित।
एक आशाजनक दृष्टिकोण भनेको पृथक न्यानोपोरहरूको रसायनशास्त्र र ज्यामितिलाई इच्छित पारगम्यता र चयनशीलता प्राप्त गर्न अनुकूलन गर्नु हो, र न्यानोपोरस झिल्ली भित्र सकेसम्म ती छिद्रहरू राख्नु हो। ठ्याक्कै कसरी छिमेकी छिद्रहरूले एकअर्कालाई असर गर्छ, यद्यपि, स्पष्ट छैन।
नानोस्केलमा, छिद्र पर्खालहरूसँग अन्तरक्रिया गर्ने अणुहरूले परम्परागत सिद्धान्तहरूलाई अस्वीकार गर्ने व्यवहारहरू प्रदर्शन गर्न सक्छन्। हाजी-अकबरी प्रयोगशालाले न्यानोपोरहरूलाई फाइन-ट्युन गरेर बढि सटीक र दक्षताका साथ अभिनव झिल्ली प्रणालीहरू डिजाइन गर्न सक्छ कि भनेर अन्वेषण गर्यो।
कम्प्युटर सिमुलेशनको साथ, हाजी-अकबरीको अनुसन्धान टोलीले भेट्टायो कि छिद्रहरू बीचको नानोस्केल निकटताले पानीको पारगम्यता र नुन अस्वीकारलाई हानिकारक रूपमा असर गर्न सक्छ। विशेष रूपमा, तिनीहरूले हेक्सागोनल जाली (माथिको चित्र) र एक महको जाली (ठिक)। तिनीहरूले के फेला पारे कि हेक्सागोनल ढाँचा, जसले छिद्रहरू बीच थप दूरीको लागि अनुमति दिन्छ, हनीकोम्ब ढाँचा भएको झिल्ली भन्दा ठूलो पारगम्यता/चयनात्मक प्रदर्शन थियो।
यी प्रभावहरू स्थापित सिद्धान्तहरूबाट विचलित हुन्छन्, हाजी-अकबरीले भने।
एक nanopore फिल्टर - कलात्मक छाप। कोपाइलट डिजाइनर प्रयोग गरेर Alius Noreika द्वारा बनाईएको छवि
केमिकल एन्ड इन्भेनमेन्टल इन्जिनियरिङका सहायक प्राध्यापक हाजी-अकबरीले भने, "छिद्र प्रतिरोध छिद्रको निकटताबाट स्वतन्त्र हुन्छ भन्ने धारणा सही होइन।" "स्पष्ट रूपमा, यो निकटतामा निर्भर गर्दछ।"
तिनीहरूको खोजहरूले कसरी यी प्रभावहरूले झिल्लीहरू मार्फत केही आयनहरूको आन्दोलनलाई गति दिन्छ जबकि अन्य आयनहरूलाई घटाउनको लागि अन्तर्दृष्टि दिन्छ। थप रूपमा, यसले पानी डिसेलिनेशन र अन्य अनुप्रयोगहरू जस्ता परिष्कृत विभाजन प्रक्रियाहरूको लागि न्यानोपोरस झिल्लीहरूको राम्रो डिजाइनहरू सूचित गर्न सक्छ।
स्रोत: येल विश्वविद्यालय
