A memóriákkal ellátott intelligens membránok új generációs intelligens szűrőket alkotnak

19. április 2023. (Nanowerk News) A National Graphene Institute (NGI) kutatói „intelligens” membránokat készítettek, amelyek „memóriája” olyan területeken használható, mint az intelligens elválasztási technológia, a sebkezelés, a gyógyszeradagolás, az érzékelők és a memóriaeszközök. „A membránfejlesztés története több mint 100 évet ölel fel, és az ipari elválasztási folyamatok forradalmához vezetett” – mondja Rahul Raveendran Nair professzor, a Carlsberg/Királyi Mérnöki Akadémia kutatási elnöke és a vizsgálati csoport vezetője. "Az elmúlt években erőfeszítések történtek olyan membránok létrehozására, amelyek utánozzák a biológiai struktúrákat, különösen azok "intelligens" tulajdonságait. Most, a ben megjelent kutatásban Természet („pH-függő vízáteresztő képesség kapcsolás és memóriája MoS-ben2 membránok”), a tudósok elmagyarázzák, hogyan fejlesztettek ki intelligens membránokat, amelyek a környezettől függően megváltoztathatják tulajdonságaikat, és emlékeznek arra, hogy korábban mennyire voltak áteresztők. Ez azt jelenti, hogy a membránok alkalmazkodni tudnak a környezetük különböző körülményeihez, és ami még fontosabb, megjegyzik állapotukat, ez a tulajdonság számos különböző alkalmazásban kihasználható. Művész képe az intelligens membránokról memóriaeffektusokkal. (Kép: R.Nair) A hiszterézis néven ismert jelenség a memória vagy az intelligencia leggyakoribb kifejezése egy anyagban. Arra a helyzetre utal, amikor egy rendszer aktuális tulajdonságai függőek és kapcsolódnak a korábbi állapotához. A hiszterézis általában mágneses anyagoknál figyelhető meg. Például egy mágnesnek egynél több lehetséges mágneses momentuma lehet minden mágneses mezőben, attól függően, hogy a mágnes milyen mezőnek volt kitéve a múltban. A hiszterézis azonban ritkán látható a mesterséges membránokon keresztül történő molekuláris transzportban. „Az egyik legnagyobb globális kihívásunk, hogy egyszerű és hatékony tiszta víz megoldásokat találjunk ki. Ez a tanulmány azt mutatja, hogy az alapvető molekuláris szintű ismeretek és a nanoméretű anyagok nagy lehetőségeket kínálnak a víztisztításhoz és más alkalmazásokhoz szükséges „intelligens” membránok kifejlesztéséhez” – mondta Angelos Michaelides, a Cambridge-i Egyetem professzora. Ebben a munkában a manchesteri csapat a Cambridge-i Egyetem, a Xiamen Egyetem, a Dalian Műszaki Egyetem, a York-i Egyetem és a Szingapúri Nemzeti Egyetem tudósaival együttműködve intelligens membránokat fejlesztett ki MoS alapú.2 (a kétdimenziós anyag molibdén-diszulfidnak nevezik), amely képes emlékezni arra, hogy korábban mennyire voltak áteresztők. A kutatók kimutatták, hogy az ionok és a víz beszivárgása a membránokba a külső pH szabályozásával szabályozható. A membránok utánozzák a biológiai sejtmembránok működését, és hiszteretikus ion- és víztranszport viselkedést mutatnak a pH hatására, ami azt jelenti, hogy emlékeznek, milyen pH-nak voltak kitéve korábban. "Az általunk tapasztalt memóriahatások ezekre a membránokra jellemzőek, és korábban soha nem figyeltek meg semmilyen szervetlen membránon" - mondta Dr. Amritroop Achari, a Manchesteri Egyetem társszerzője. A kutatók bebizonyították, hogy a biomimetikus hatás felhasználható az autonóm sebfertőzés-érzékelés javítására. Ennek érdekében a membránokat mesterséges sebváladékba helyezték, amely a sebek által termelt folyadékot szimulálja, és pH-változásnak tették ki őket. A membránok csak a fertőzött sebre vonatkozó pH-értékeken engedték át a sebváladékot, így lehetővé tették, hogy szenzorként használják őket a fertőzés kimutatására. A kutatók szerint az új membránok számos más pH-függő alkalmazásban is használhatók nanoszűrés az idegsejtek működésének utánzására. Társszerző, Kostya Novoselov professzor, a Manchesteri Egyetem Fizikai és Csillagászati ​​Iskola Langworthy professzora és a Szingapúri Nemzeti Egyetem Fejlett 2D Anyagok Központjának professzora elmondta: „E membrán egyedisége abban rejlik, hogy hiszteretikus pH-válasza. memóriafunkciónak tekinthető, amely sok érdekes utat nyit meg az intelligens membránok és egyéb struktúrák létrehozásához. Az ilyen irányú kutatások kulcsszerepet játszhatnak a holnap intelligens technológiák tervezésében.”

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• A jövő pénzverése – Adryenn Ashley. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62843.php