Nový materiál ve formě nanočástic vyvinutý pro efektivní odvod vody

Alexander Kuchmizhak, vedoucí výzkumný pracovník na Ústavu automatizace a řídicích procesů (FEB RAS) v laboratoři FEFU. Zápočet: tisková kancelář FEFU

Nanočástice oxidu titaničitého zdobené zlatem pohlcují asi 96% slunečního spektra a zahřívají ho. Materiál může až 2,5krát urychlit odpařování odsolovacího zařízení a sledovat nebezpečné molekuly a sloučeniny. Mezinárodní výzkumný tým se zástupci Far Eastern Federal University (FEFU), ITMO University a Far Eastern Branch Ruské akademie věd publikoval související článek o Materiály a rozhraní používaná ACS.

Přístup k nezávadné vodě je součástí 17 cílů udržitelného rozvoje OSN. Světová zdravotnická organizace (WHO) a Dětský fond (UNICEF) mezitím řeší problém zprávou z roku 2019, která uvádí, že 2,2 miliardy lidí nemá přístup k nezávadné pitné vodě.

Jedním ze způsobů, jak zajistit čistou pitnou vodu, je dehydratace mořské vody odpařováním a následná koncentrace páry. K dosažení vyšší produkce jsou zapotřebí nové materiály, které usnadní odpařování. Za posledních pět let se stala rychle rostoucí oblastí výzkumu po celém světě.

Tyto nové materiály navrhli vědci FEFU, FEB RAS a ITMO University v kombinaci s kolegy ze Španělska, Japonska, Bulharska a Běloruska. Vědci tvrdí, že jej lze použít jako nanoohřívač pro odpařování vody a jako optický detektor v senzorových systémech, které sledují nejmenší stopy různých složek v kapalině. Posledně jmenované vlastnosti mohou být relevantní pro biomedicínské systémy s mikroskopickými tekutinami, laboratorní čipy a monitorování znečišťujících látek, antibiotik nebo vodních virů v životním prostředí.

„Při laserovém osvětlení byl první krystalický oxid titaničitý zcela nenápadný a získal silné a širokopásmové absorpční vlastnosti světla. Dekorace a dopování materiálu nanoklastry zlata dále urychlují viditelnou absorpci světla. Zpočátku jsme chtěli použít obrázek v v kontextu sluneční energie, ale rychle se zjistilo, že díky nové amorfní struktuře nanočástic v aktivní vrstvě solárních článků se spíše než elektrická energie ohřívá absorbovaná energie slunce, ale tato myšlenka se používala k jejímu použití nano ohřívač v odsolovací nádrži, který byl úspěšně proveden v laboratorních podmínkách, “uvedl jeden z autorů příspěvku Alexander Kuchmizhak, vedoucí výzkumný pracovník Ústavu automatizace a řídicích procesů na FEB RAS.

Materiál se získává jednoduchou a přátelskou technologií laserové ablace kapaliny.

„Přidali jsme nanoprášky oxidu titaničitého do kapaliny obsahující ionty zlata a směs jsme ozařovali laserovými pulzy viditelného spektra. Tato metoda nevyžadovala drahé vybavení, nebezpečné chemikálie a lze ji snadno optimalizovat tak, aby syntetizovala jedinečný nanomateriál rychlostí gramu za hodinu, ”Uvedl účastník výzkumu Stanislav Gurbatov, junior researcher na FEFU Polytechnic Institute (School).

Pozoruhodné je, že počáteční nanočástice oxidu titaničitého neabsorbují viditelné laserové záření. Potvrdili však tvorbu nanosovaných shluků zlata na jejich povrchu, které stimulovaly další tání oxidu titaničitého. Mnoho hybridních pojistek nanočástic tvoří speciální nanomorfologii, ve které jsou zlaté nanoklastry umístěné uvnitř a na povrchu oxidu titaničitého.

Zdobí au amorfní nanoprášek oxidu titaničitého, který je v lidském oku úplně černý, protože dobře absorbuje celé spektrum viditelného světla, jako je Černá díra ve vesmíru to dělá a transformuje na teplo. V ostrém kontrastu byl komerční prášek oxidu titaničitého používaný jako výchozí materiál viděn v bílé barvě.

Vývoj nových materiálů, včetně podpory nových principů řídícího orgánu pro mnoho aplikací, se skládá z prioritních oblastí na FEFU, kde vědci úzce spolupracují s Ruskou akademií věd, zahraničními i zahraničními kolegy.

Odkaz: „Černý zdobený TiO2 Vyrobeno pomocí laserové ablace v kapalině “Stanislav O. Gurbatov, Evgeny Modin, Vladislav Puzikov, Pavel Tonkaev, Dmitriy Storozhenko, Aleksandr Sergeev, Neli Mintcheva, Shigeru Yamaguchi, Natalie N. Tarasenka, Andrey Chuvilin, Sergei A. Kichulin, Sergei A. Kichulin A. Kuchmizhak, 27. ledna 2021, Aplikované materiály a rozhraní ASC.
DOI: 10.1021 / acsami.0c20463

Studie byla podpořena Ruskou vědeckou nadací (vydáno č. 19-79-00214).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skladování obnovitelné energie v kamenech místo lithiových baterií

V případě přebytku elektřiny z větru nebo slunce se energetická rezerva nabije. To se děje prostřednictvím systému kompresorů a turbín, které čerpají tepelnou...

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Newsletter

Subscribe to stay updated.