Физики при помощи ультрафиолета и раствора уксусной кислоты превратили цельный кусок полистирола с включениями органического стекла в нанофильтр, опубликовав свои выводы в статье в журнале Nature Materials, сообщают РИА Новости.
Группа ученых под руководством Исана Сивании (Easan Sivaniah) из Кэмбриджского университета (Великобритания) использовала оргстекло и уксусную кислоту крайне оригинальным способом: эти соединения стали "запалом" и "взрывчатым веществом" микровзрывов, возникших внутри бруска полистирола благодаря эффекту так называемого осмотического шока.
Осмотический шок возникает в растворе, части которого разделены мембраной, пропускающей одни молекулы и задерживающей другие. Повышенная концентрация какого-либо вещества в одной из половин емкости создает разницу в давлениях между половинами. Это заставляет раствор выравнивать концентрацию путем перемещения "лишних" молекул растворителя из второй половины в часть с высокой концентрацией вещества, в результате чего эта часть емкости раздувается и лопается.
Рассчитывая добиться подобного эффекта, Сивания и его коллеги подготовили небольшой брусок пластика из двух типов полимера - полистирола и оргстекла.
Ученые залили прямоугольную форму раствором двойного полимера, извлекли брусок и осветили его жестким ультрафиолетовым излучением. Лучи ультрафиолета "склеили" параллельные слои полистирола между собой и разбили длинные молекулы из оргстекла на олигомеры (цепочки из нескольких десятков звеньев).
Следующим шагом физики поместили заготовку в раствор уксусной кислоты. В этом случае полистирол выступает в роли мембраны, пропускающей молекулы растворителя, уксусной кислоты, и не пропускающей само вещество - олигомеры органического вещества.
Как и ожидали ученые, молекулы уксусной кислоты проникли внутрь бруска из полистирола и начали "раздувать" цепочки молекул органического стекла. Через некоторое время оргстекло "взорвалось" и его олигомеры покинули брусок вместе с уксусной кислотой.
Физики просушили полученный материал и изучили его структуру при помощи электронного микроскопа. Оказалось, что брусок состоит из множества пористых слоев полистирола толщиной в 65 нанометров, которые соединялись друг с другом "лесом" из полимерных "колонн".
К удивлению ученых, на поверхности пленки отсутствовали крупные поры, заметные для электронного микроскопа. Тем не менее, пленка хорошо пропускала воду и другие виды жидкости, что указывает на наличие микропор на ее поверхности. По расчетам авторов статьи, верхний слой бруска был покрыт мельчайшими отверстиями диаметром в 1-2 нанометра.
Исследователи проверили эффективность своего изобретения, пропуская через "бутерброд" из пленки пористого материала и ультрафильтрующей мембраны растворы двух популярных красителей - малахитового зеленого и метилового оранжевого. Оказалось, что такое комбинированное устройство фильтрует воду примерно от 250 до 2 тысяч раз лучше, чем одна ультрафильтрующая мембрана.
Исследователи отмечают, что схожие методы могут использоваться и для производства неорганических материалов на основе металлов и других веществ. Подобные структуры могут также применяться для исследований в области фотоники и оптоэлектроники.
"На текущий момент наше устройство представляет собой весьма эффективную систему фильтрации, которая может быть найти свое место в странах с плохим доступом к чистой питьевой воде. Кроме того, она может быть использована для очистки почвенных вод от тяжелых металлов и продуктов промышленного производства", - заключает Сивания.
ПластЭксперт28.11.2011
Британские ученые. ПС+ПММА+уксусная кислота=нанофильтр
- ПластЭксперт
- Сообщения: 908
- Зарегистрирован: 10 янв 2007, 13:57
- Страна, Регион, Область: Россия
- Город: Москва
- Благодарил (а): 0
- Поблагодарили: 222 раза
- Максим Викторович
- Сообщения: 1579
- Зарегистрирован: 21 авг 2007, 13:24
- Страна, Регион, Область: Украина, Луганская область
- Город: Северодонецк
- Откуда: Украина, г. Северодонецк
- Благодарил (а): 253 раза
- Поблагодарили: 255 раз
Re: Британские ученые. ПС+ПММА+уксусная кислота=нанофильтр
И только один вопрос - почему это сделано не в Сколково?!!
Здоровье - лучшее приобретение, удовольствие - лучшая выгода, внушающий доверие - лучший родственник.
Будда.
Будда.
- Maks42
- Сообщения: 12621
- Зарегистрирован: 19 окт 2009, 11:40
- Страна, Регион, Область: Узбекистан
- Город: Ташкент
- Откуда: Калинин
- Благодарил (а): 2725 раз
- Поблагодарили: 3110 раз
- Контактная информация:
Re: Британские ученые. ПС+ПММА+уксусная кислота=нанофильтр
Наш преподаватель в институте рассказывал о подобном эффекте в полистироле, который он обнаружил при подготовке кандидатской диссертации, но тогда он не смог его теоретически объяснить и у него не было мыслей о практическом применении.
Yo'q Urush!
-
- Сообщения: 1984
- Зарегистрирован: 13 дек 2006, 16:20
- Страна, Регион, Область: Россия
- Город: МО
- Благодарил (а): 25 раз
- Поблагодарили: 225 раз
Re: Британские ученые. ПС+ПММА+уксусная кислота=нанофильтр
Надо Грызлову с Петриком взять тему на вооружение.
Они мастера фильтрации всея Руси.
Они мастера фильтрации всея Руси.
Тот, кто красиво говорит и обладает привлекательной наружностью, редко бывает истинно человечен. Конфуций
- Kirilliq
- Сообщения: 2953
- Зарегистрирован: 20 янв 2009, 15:06
- Страна, Регион, Область: Россия
- Город: Москва
- Откуда: из сказки
- Благодарил (а): 201 раз
- Поблагодарили: 982 раза
- Контактная информация:
Re: Британские ученые. ПС+ПММА+уксусная кислота=нанофильтр
Промышленный фильтр без селективного слоя - глупость: гидравлическое сопротивление выше, а регенерация практически невозможна. Селективный слой же таким методом делать неинтересно: есть более производительные методы, например бомбардировка полимерной пленки альфа-частицами в последующим травлением агрессивной средой. Причем, отрадно заметить, такую технологию применяют в России.
В бытовых же применениях я очень сомневаюсь, что такой фильтр будет иметь ресурс сравнимый с уже имеющимися системами.
В общем, британским ученым опять до всего есть дело.
В бытовых же применениях я очень сомневаюсь, что такой фильтр будет иметь ресурс сравнимый с уже имеющимися системами.
В общем, британским ученым опять до всего есть дело.
Driving Success.Together
Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: konon_off и 30 гостей