L'utilisation de nanopores pourrait entraîner une eau plus propre

Toutes les nanopores ne sont pas créées égales. Pour commencer, leurs diamètres varient entre 1 et 10 nanomètres (nm).

La plus petite de ces nanopores, appelée nanopores à un chiffre (SDN), a des diamètres inférieurs à 10 nm et seulement récemment ont été utilisés dans des expériences pour les mesures de transport de précision.

Une équipe de scientifiques et collègues de LAWRENCE Livermore National Laboratory (LLNL) de sept autres institutions, dirigés par le Massachusetts Institute of Technology (MIT), ont examiné les expériences SDN récentes et identifiés des lacunes critiques dans la compréhension de l'hydrodynamique nanométrique, du thermand moléculaire, de la structure fluidique et de la thermodynamique .
water filter

L'équipe a déclaré qu'une meilleure compréhension des transports à l'échelle nanométrique peut conduire à des technologies innovantes telles que de nouvelles membranes pour la purification de l'eau, de nouveaux matériaux perméables au gaz et des dispositifs de stockage d'énergie.

"Si nous pouvons combler ces lacunes, nous pouvons découvrir de nouveaux mécanismes de transport moléculaire et ionique à l'échelle nanométrique qui pourrait s'appliquer à une multitude de nouvelles technologies", a déclaré le scientifique des matériaux LLNL Tuan Anh Pham, co-auteur de l'article apparaissant dans la revue de chimie physique.

Les SDN peuvent être adaptés aux ions à tamiser e ﬃ cacement à partir de l'eau de mer et servir de membranes pour le dessalement de l'eau de mer; Di ﬀ érentiate entre les ﬂ uides polaires et non polaires; améliorer le transport des protons dans les applications de piles à combustible; et générer de l'électricité à partir de la récolte d'alimentation osmotique.

"Une compréhension plus approfondie du transport de l'eau à travers les SDN peut nous permettre de construire des analogues synthétiques robustes de protéines transmembranaires, telles que les aquaporines, pour les applications de traitement de l'eau", a déclaré le scientifique des matériaux LLNL Aleksandr NOY, un autre co-auteur de l'article.

L'équipe a analysé sept lacunes de connaissances dans la compréhension du comportement à l'échelle nanométrique. Par exemple, les scientifiques ont vu une amélioration contre-flux contre-intuitive dans les nanopores, dans laquelle les nanopores les plus étroites démontrent les taux de transport de masse les plus élevés. D'autres lacunes de connaissances notables comprennent les limites de phase fluide dans les SDN qui sont déformés par rapport à leurs homologues de liquide en vrac, et des effets corrélatifs non linéaires dans le transport d'ions via SDN qui ne sont pas observés dans les nanopores de plus grand diamètre.

"Nous nous attendons à ce que l'étude des transports moléculaires et ioniques sous un conination extrême teste les limites de la mécanique des ﬂ uides à l'échelle en vrac, offrira des possibilités d'exploration de nouvelles techniques synthétiques et spectroscopiques et informer notre compréhension du transport aux interfaces moléculaires", a déclaré Eric Schwegler Eric Schwegler , LLNL Directeur des sciences sponsorisées et co-auteur de la revue.