غشاهای هوشمند با حافظه، فیلترهای هوشمند نسل بعدی را می سازند

غشاهای هوشمند با حافظه، فیلترهای هوشمند نسل بعدی را می سازند

تمبر زمان: 19 آوریل 2023، 2:07 بعد از ظهر
گره منبع: 2596069
19 آوریل 2023 (اخبار نانوورک) Researchers from the National Graphene Institute (NGI) have made ‘intelligent’ membranes whose ‘memory’ can be used in areas like smart separation technology, wound management, drug delivery, sensors and memory devices. “The history of membrane development spans more than 100 years and has led to a revolution in industrial separation processes,” says Professor Rahul Raveendran Nair, Carlsberg/Royal Academy of Engineering Research Chair and study team leader. “In recent years, there has been some effort towards making membranes that mimic biological structures, particularly their ‘intelligent’ characteristics.” Now, in research published in طبیعت (“pH-dependent water permeability switching and its memory in MoS2 membranes”دانشمندان توضیح می دهند که چگونه غشاهای هوشمندی ساخته اند که می توانند خواص خود را بسته به محیط تغییر دهند و به یاد بیاورند که قبلا چقدر نفوذپذیر بوده اند. این بدان معناست که غشاها می توانند با شرایط مختلف محیط خود سازگار شوند و مهمتر از آن، وضعیت خود را به خاطر بسپارند، ویژگی که می تواند در بسیاری از کاربردهای مختلف مورد بهره برداری قرار گیرد. دیدگاه rtist از غشاهای هوشمند با اثرات حافظه Artist’s view of intelligent membranes with memory effects. (Image: R.Nair) A phenomenon known as hysteresis is the most common expression of memory or intelligence in a material. It refers to the situation where a system’s current properties are dependent and related to its previous state. Hysteresis is commonly observed in magnetic materials. For example, a magnet may have more than one possible magnetic moment in each magnetic field depending on the field the magnet was subjected to in the past. Hysteresis is rarely seen, however, in molecular transport through artificial membranes. “Coming up with simple and effective clean water solutions is one of our greatest global challenges. This study shows that fundamental molecular level insights and nanoscale materials offer great potential for the development of ‘smart’ membranes for water purification and other applications,” said Professor Angelos Michaelides of the University of Cambridge. In this work, the Manchester team in collaboration with scientists from University of Cambridge, Xiamen University, Dalian University of Technology, University of York, and National University of Singapore has developed intelligent membranes based on MoS2 (a مواد دو بعدی دی سولفید مولیبدن نامیده می شود) که می توانند به یاد بیاورند که قبلا چقدر نفوذپذیر بوده اند. محققان نشان داده اند که نحوه نفوذ یون ها و آب به غشاها را می توان با کنترل pH خارجی تنظیم کرد. غشاها عملکرد غشاهای سلولی بیولوژیکی را تقلید می کنند و رفتار انتقال یون و آب هیسترتیک را در پاسخ به pH نشان می دهند، به این معنی که آنها به یاد می آورند که قبلاً در معرض چه PH قرار گرفته بودند. دکتر آمریتروپ آچاری، نویسنده اول، از دانشگاه منچستر، گفت: «اثرات حافظه ای که ما دیده ایم منحصر به این غشاها است و قبلاً هرگز در هیچ غشا معدنی مشاهده نشده است. محققان نشان دادند که اثر بیومیمتیک را می توان برای بهبود حس عفونت زخم خودمختار استفاده کرد. برای انجام این کار، غشاها را در اگزودای زخم مصنوعی قرار دادند که مایع تولید شده توسط زخم ها را شبیه سازی می کند و آنها را در معرض تغییرات pH قرار دادند. غشاها فقط اجازه نفوذ ترشحات زخم را در سطوح pH مربوط به زخم عفونی می‌دهند، بنابراین به آنها اجازه می‌دهند تا به عنوان حسگرهایی برای تشخیص عفونت استفاده شوند. محققان می گویند که غشاهای جدید می توانند در بسیاری از کاربردهای دیگر وابسته به pH نیز استفاده شوند نانو فیلتراسیون برای تقلید از عملکرد سلول های عصبی پروفسور Kostya Novoselov، پروفسور Langworthy در دانشکده فیزیک و نجوم در دانشگاه منچستر و استاد مرکز مواد دو بعدی پیشرفته، دانشگاه ملی سنگاپور، گفت: «ویژگی منحصر به فرد در این غشاء این است که پاسخ pH هیستراتیک آن است. می تواند به عنوان یک عملکرد حافظه دیده شود که راه های جالب زیادی را برای ایجاد غشاهای هوشمند و سایر ساختارها باز می کند. تحقیقات در این راستا می‌تواند نقشی محوری در طراحی فناوری‌های هوشمند برای فردا داشته باشد.»

تمبر زمان:

بیشتر از نانورک