Màng thông minh với bộ nhớ tạo thành bộ lọc thông minh thế hệ tiếp theo

19 Tháng Tư, 2023 (Tin tức Nanowerk) 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 Thiên nhiên (“pH-dependent water permeability switching and its memory in MoS2 membranes”), các nhà khoa học giải thích cách họ phát triển các màng thông minh có thể thay đổi đặc tính của chúng tùy thuộc vào môi trường và ghi nhớ mức độ thấm của chúng trước đây. Điều này có nghĩa là màng có thể thích ứng với các điều kiện khác nhau trong môi trường và quan trọng hơn là ghi nhớ trạng thái của chúng, một tính năng có thể được khai thác trong nhiều ứng dụng khác nhau. 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 vật liệu hai chiều được gọi là molybdenum disulphide) có thể nhớ được độ thấm của chúng trước đây. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng cách các ion và nước xâm nhập vào màng có thể được điều chỉnh bằng cách kiểm soát độ pH bên ngoài. Các màng này bắt chước chức năng của màng tế bào sinh học và thể hiện hành vi vận chuyển nước và ion kích động để phản ứng với độ pH, nghĩa là chúng ghi nhớ độ pH mà chúng đã tiếp xúc trước đó. Đồng tác giả đầu tiên, Tiến sĩ Amritroop Achari của Đại học Manchester cho biết: “Những hiệu ứng ghi nhớ mà chúng tôi thấy là duy nhất ở những màng này và chưa từng được quan sát thấy trước đây ở bất kỳ màng vô cơ nào”. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng hiệu ứng mô phỏng sinh học có thể được sử dụng để cải thiện khả năng cảm nhận nhiễm trùng vết thương tự động. Để làm điều này, họ đặt màng vào dịch tiết vết thương nhân tạo, mô phỏng chất lỏng do vết thương tạo ra và khiến chúng thay đổi độ pH. Các màng này chỉ cho phép dịch tiết của vết thương thấm vào ở mức độ pH phù hợp với vết thương bị nhiễm trùng, do đó cho phép chúng được sử dụng làm cảm biến để phát hiện nhiễm trùng. Các nhà nghiên cứu cho biết màng mới cũng có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng phụ thuộc vào độ pH khác, từ lọc nano bắt chước chức năng của tế bào thần kinh. Đồng tác giả, Giáo sư Kostya Novoselov, Giáo sư Langworthy tại Trường Vật lý và Thiên văn học tại Đại học Manchester và là giáo sư tại Trung tâm Vật liệu 2D Tiên tiến, Đại học Quốc gia Singapore cho biết: “Điểm độc đáo ở màng này là phản ứng pH cuồng loạn của nó có thể được coi là một chức năng ghi nhớ, mở ra nhiều con đường thú vị cho việc tạo ra các màng thông minh và các cấu trúc khác. Nghiên cứu theo hướng này có thể đóng một vai trò then chốt trong việc thiết kế các công nghệ thông minh cho ngày mai.”

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• Đúc kết tương lai với Adryenn Ashley. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62843.php