化学分离与承诺Nanogel不断

纳米材料来自乌得勒支大学的科学家已经改进了nanogel以这样一种方式,它可以传输单个分子液体从一个到另一个。“通过扩大两种液体之间的面积,我们可以增加化学物质的交换。这种技术可以使工业过程更节能和开放的可能性作出更好的太阳能电池。“研究人员的论文最近出版的科学杂志的高级材料。

物理化学家和他的研究小组工作技术马丁•哈斯称所谓bijels:乳剂不能混为一谈的两种液体,像油和水,隔着一层超薄的纳米粒子稳定流体之间的表面。”在这样的凝胶状材料,两驱液体相互交织,hasse还解释说。“在接口的两个分子可以从一个液体转移到另一个通过nanolayer。”

凝胶的工作最好两种液体之间的界面有一个很大的表面。hasse还表示:“我们的身体展示这些过程的好例子。认为我们的肺:他们吸入空气,空气中的氧气进入血液。从空气通道运输血液毛细血管。bijel,分子可以以类似的方式从一个流体交换到另一个地方。”

温和的去除化学物质

在博士的帮助下,研究人员穆罕默德汗和塞Sprockel hasse还现在改进了技术,使这种bijels。hasse还说:“我发现如何使bijels在2015年。但我们有有限的控制和结构不太好定义的。现在我们可以完全控制合成。我们现在可以使更小、更统一的渠道结构,流体流经通道,单独的化学物质不断在这流。”

bijel,乌得勒支大学的科学家范’t霍夫物理和胶体化学实验室使用酒精和纳米颗粒,小玻璃球体的直径只有20纳米。hasse还:“油和水不能混合。然而,如果您添加酒精,他们确实拌匀。如果你随后删除这个混合的酒精,两种液体将会形成一个交织排列的液体通道。在这个过程中,纳米颗粒是由油和水之间的界面。一到那儿,他们稳定交织形成bijel油和水通道。”

一个至关重要的步骤,然后需要bijel之前可用于工业分离,是收集分离的化学物质。hasse还:“就像血液流经肺部毛细血管获取氧气,水和油必须流经bijel运输化学品的nanogel中提取。但由于渠道bijel太小,一个正常的泵需要推动非常困难。这将花费大量的能源和能,此外,打破脆弱bijels。我们已经发现,液体可以通过这一过程被称为泵通过bijel透过电渗透,更温和的液体运输。”

纳米材料的一个可持续发展的产业

据•哈斯发明有可能节约能源在工业化学物质的分离过程。“对我来说,在这个科学领域工作的动力,是使化学工业的可持续性。许多产品我们使用在我们的日常生活中,例如塑料、汽油,或药品生产期间需要纯化。这需要大量的能量,因为混合物煮,通常被称为蒸馏过程。这种分离的化学物质消耗全世界15%的能源消耗。所以我们需要找到替代品,也更少的能源消耗和排放更少的二氧化碳。bijel,化学物质的分离是可能的没有沸腾,因此,大量的能量保存。”

但高表面积在bijel打开其他应用潜力。hasse还:“Bijels可以例如提供机会来开发更高效的太阳能电池和分离膜,也可以将海水转化成饮用水。现在我们可以有液体流经bijel的微通道,所以许多令人兴奋的机会使用这些新颖的纳米凝胶材料可持续技术成为可能。”

参考:汗马,Sprockel AJ,麦克米伦KA, et al .纳米,Fluid-Bicontinuous凝胶连续流液液萃取。阿德垫。:2109547。doi:10.1002 / adma.202109547

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