Kľúč k inteligentnejšej filtrácii a udržateľnej energii

Publikoval: ejrick van newman
3. júla 2023

Kľúč k inteligentnejšej filtrácii a udržateľnej energii

Prevratný výskum odhalil mimoriadny jav, pri ktorom sa voda môže priamo zapájať do elektrónov grafénu, pozoruhodnej mriežky atómov uhlíka usporiadaných do voštinovej štruktúry. Tento podmanivý objav kvantového trenia vyskytujúceho sa medzi vodou a grafénom odhaľuje oblasť vzrušujúcich príležitostí pre oblasti nanofiltrácie a katalýzy a zároveň sľubuje boj proti klimatickým zmenám a budovanie udržateľnej budúcnosti.

Táto technológia je zameraná na riešenie problémov súvisiacich s vodným správaním v blízkosti uhlíkových povrchov, ktoré vedcov za posledné dve desaťročia mätú. Konvenčné teórie prúdenia nedokážu vysvetliť neočakávane rýchle prúdenie vody alebo vytváranie jedinečných usporiadaní, ako je štvorcový ľad, v blízkosti týchto povrchov. Odhalením kvantového trenia medzi vodou a grafénom sa výskumníci snažia pochopiť tento nezvyčajný fenomén dynamiky tekutín a využiť ho na riešenie skutočných problémov.

Jedna z primárnych prekážok využitia potenciálu kvantového trenia voda – grafén spočíva v získaní presnej kontroly nad interakciou medzi vodou a elektrónmi. Zložitá povaha tejto interakcie si vyžaduje ďalší výskum a technologický pokrok na efektívnu manipuláciu. Okrem toho, rozšírenie aplikácie tejto technológie na praktické účely môže vyžadovať prekonanie inžinierskych a výrobných výziev.

Vďaka stupňujúcemu sa dopytu po úprave a čistení vody v rôznych odvetviach bola veľkosť trhu pre technológie nanofiltrácie už značná. Od predpokladanej trhovej hodnoty na rok 2028, ktorá sa odhaduje na 1070,91 milióna USD, sektor vykazoval sľubný rast. Nedávny objav kvantového trenia voda – grafén má však potenciál spôsobiť revolúciu v procesoch nanofiltrácie a zosilniť expanziu trhu. Tento prielom otvára cestu pre lepšiu kontrolu nad permeačnými vlastnosťami v nanoporéznych membránach, čím sa vytvárajú nové príležitosti a pokroky v oblasti filtrácie vody.

Medzinárodný tím výskumníkov z Inštitútu Maxa Plancka pre výskum polymérov, Katalánskeho inštitútu nanovied a nanotechnológií a Univerzity v Manchestri uskutočnil experimenty na skúmanie interakcie medzi vodou a grafénom. Klaas-Jan Tielrooij z ICN2 (Španielsko) a TU Eindhoven (Holandsko) povedal:

„Je fascinujúce vidieť, že nosná dynamika grafénu nás neustále prekvapuje neočakávanými mechanizmami, tentoraz zahŕňajúcimi interakcie tuhá látka-kvapalina s molekulami, ktoré nie sú iné ako všadeprítomná voda.“

Dr. Nikita Kavokine, hlavný autor štúdie, zdieľal ambicióznu víziu do budúcnosti: „Naším snom je zapnúť a vypnúť kvantové trenie na požiadanie. Týmto spôsobom by sme mohli navrhnúť inteligentnejšie procesy filtrácie vody alebo dokonca počítače založené na tekutinách.“

Objav kvantového trenia voda – grafén má potenciál ovplyvniť každodenný život zlepšením procesov filtrácie vody a zlepšením katalytických reakcií. Pokročilé nanofiltračné membrány využívajúce túto technológiu by mohli poskytnúť čistejšiu vodu selektívnym filtrovaním kontaminantov a efektívnejším odsoľovaním morskej vody. Okrem toho by tento pokrok mohol viesť k efektívnejšej elektrokatalýze a fotokatalýze na rozhraní tuhá látka-kvapalina, čo by uľahčilo udržateľnú výrobu energie a nápravu životného prostredia.

Technológia kvantového trenia voda – grafén je prísľubom znižovania vplyvov na životné prostredie a boja proti zmene klímy. Umožnením efektívnejšej filtrácie a odsoľovania vody môže prispieť k zachovaniu zdrojov sladkej vody a zmierneniu nedostatku vody. Zlepšené katalytické procesy môžu navyše pomôcť pri vývoji ekologickejších priemyselných procesov a znižovaní spotreby energie, čo vedie k udržateľnejšej a ekologickejšej budúcnosti.

Nasledujúcich 5-10 rokov bude svedkom rýchleho pokroku v chápaní a využívaní tohto fenoménu, čo povedie k vývoju vysoko účinných filtračných systémov a katalytických procesov. Trh s nanofiltračnými technológiami je pripravený na výrazný rast, poháňaný potenciálom kvantového trenia voda – grafén spôsobiť revolúciu v úprave vody v rôznych odvetviach. Táto technológia nám umožní riešiť problémy s vodou, zvýšiť produkciu energie a podporiť čistejšie a udržateľnejšie životné prostredie.

Zdroj: https://nano-magazine.com/news/2023/6/27/the-key-to-smarter-filtration-and-sustainable-energy

EKOLOGICKÉ INOVÁCIE PROTI TOXICKÝM FARBIVÁM VO VODE

Výskumníci z Flinders University vyvinuli sľubnú metódu na degradáciu priemyselných farbív v odpadových vodách pomocou fotokatalýzy zlatých klastrov, ktorá ponúka udržateľnú alternatívu ku konvenčnej úprave vody.

SEDEM CHÝB KTORÉ SPOMAĽUJÚ UPRATOVANIE

Vyhnite sa bežným chybám pri upratovaní, ako je používanie nesprávnych pomôcok a neefektívnych metód. Uprednostnite nanotechnológiu pre ľahké a efektívne upratovanie domácnosti.

REVOLÚCIA V ŠPORTE VĎAKA NANOTECHNOLÓGII

Šport využíva nanotechnológie na zlepšenie výkonu a odevov, napríklad športové plavky znižujúce trenie. Predpovedá sa nárast trhu, ale regulácia môže ovplyvniť jeho rozvoj.

AKO SA STARAŤ O SPRCHU S NANO OCHRANOU

Aj sprcha s nano ochranou si vyžaduje pravidelnú údržbu bez agresívnej chémie, sušenie po každom použití a obnovu nano vrstvy pre dlhotrvajúcu čistotu a lesk.

OHYBNÝ SOLÁRNY ČLÁNOK, KTORÝ SA DÁ NAMOČIŤ DO VODY

Výskumníci vyvinuli flexibilné a vodotesné organické fotovoltaické fólie, vhodné na použitie v nositeľnej elektronike, ktoré odolajú dažďu a praniu v práčke.

5 VÝHOD ČISTEJ NANO KUCHYNE

Aktuálne trendy v dizajne kuchýň zdôrazňujú inovácie, hygienu a udržateľnosť, a nový koncept Nano kuchyne s antibakteriálnymi vlastnosťami a ekologickými materiálmi ponúka moderný dizajn a funkčnosť.

NANOČASTICE LIGNÍNU LEPŠIE CHRÁNIA PRED UV ŽIARENÍM

Inovatívna oblasť kozmetickej vedy nedávno upozornila na lignínové nanočastice (LNP) pre ich výnimočný potenciál pri posilňovaní opatrení na ochranu pred slnkom v rámci produktov starostlivosti o pleť. Tieto nanočastice sú oslavované pre ich vynikajúcu schopnosť...

JARNÉ UPRATOVANIE TROCHU INAK

Jarné upratovanie sa často spája s nevyhnutným povinným úsilím, ktoré vás núti vyčistiť prach, premiestniť nábytok a robiť všetky tie bežné úlohy. Ale čo keby sme sa na jarné upratovanie pozreli trochu inak? Čo keby sme tento rok pristúpili k tejto tradícii s...

ROZPRÁVANIE BEZ HLASIVIEK VĎAKA AI

Pre ľudí s poruchami hlasu, vrátane tých, ktorí majú patologické stavy hlasiviek alebo ktorí sa zotavujú po operáciách rakoviny hrtana, je často ťažké alebo nemožné hovoriť. To sa môže čoskoro zmeniť. Tím inžinierov z UCLA vynašiel mäkké, tenké a pružné zariadenie s...

TIPY PRE JARNÉ NANO UPRATOVANIE

Jarné obdobie je tradičným časom na očistu a osvieženie domova. Jarné upratovanie nie je len príležitosťou odstrániť prach a neporiadok, ale tiež ponúka šancu na zlepšenie atmosféry v domácnosti. Tu sú niektoré tipy na jarné upratovanie s nano ochranou domácnosti....

PRVÝKRÁT 100% RECYKLOVANÁ VISKÓZA

V súčasnosti sa viskózové textílie vyrábajú z biomasy z lesa a úplne recyklovaná viskóza neexistuje. Vedcom z univerzity v Lunde vo Švédsku sa teraz podarilo vyrobiť novú viskózu – z opotrebovaných bavlnených obliečok. Staré textílie po celom svete končia na smetisku...

ĽAHKÉ UPRATOVANIE KÚPEĽNE VĎAKA NANO OCHRANE

Nano ochrana môže výrazne uľahčiť upratovanie v kúpeľni, chrániť povrchy pred vodným kameňom, usadzovaním mydla a inými špinami. Tu sú tipy, ako využiť nano ochranu a uľahčiť si upratovanie v kúpeľni. Nano ochrana pre keramické obklady Aplikujte nano ochranu na steny...

PREČÍTAJTE SI AJ

NANOČASTICE LIGNÍNU LEPŠIE CHRÁNIA PRED UV ŽIARENÍM

NANOČASTICE LIGNÍNU LEPŠIE CHRÁNIA PRED UV ŽIARENÍM

Inovatívna oblasť kozmetickej vedy nedávno upozornila na lignínové nanočastice (LNP) pre ich výnimočný potenciál pri posilňovaní opatrení na ochranu pred slnkom v rámci produktov starostlivosti o pleť. Tieto nanočastice sú oslavované pre ich vynikajúcu schopnosť...

ROZPRÁVANIE BEZ HLASIVIEK VĎAKA AI

ROZPRÁVANIE BEZ HLASIVIEK VĎAKA AI

Pre ľudí s poruchami hlasu, vrátane tých, ktorí majú patologické stavy hlasiviek alebo ktorí sa zotavujú po operáciách rakoviny hrtana, je často ťažké alebo nemožné hovoriť. To sa môže čoskoro zmeniť. Tím inžinierov z UCLA vynašiel mäkké, tenké a pružné zariadenie s...

PRVÝKRÁT 100% RECYKLOVANÁ VISKÓZA

PRVÝKRÁT 100% RECYKLOVANÁ VISKÓZA

V súčasnosti sa viskózové textílie vyrábajú z biomasy z lesa a úplne recyklovaná viskóza neexistuje. Vedcom z univerzity v Lunde vo Švédsku sa teraz podarilo vyrobiť novú viskózu – z opotrebovaných bavlnených obliečok. Staré textílie po celom svete končia na smetisku...

NANOGÉLY PRE LEPŠIE ZOTAVENIE PORANENEJ MIECHY

NANOGÉLY PRE LEPŠIE ZOTAVENIE PORANENEJ MIECHY

Prevratný vývoj v liečbe poranení miechy predstavuje nový prístup prostredníctvom použitia špecializovanej nanotechnológie. Tento dodávací systém, známy ako nanogél, je duchovným dieťaťom výskumníkov z Politecnico di Milano. Je dômyselne navrhnutý tak, aby sa...

STARODÁVNE MORSKÉ TVORY POMÁHAJÚ MAKKEJ ROBOTIKE

STARODÁVNE MORSKÉ TVORY POMÁHAJÚ MAKKEJ ROBOTIKE

Mäkká robotika je náuka o vytváraní robotov z mäkkých materiálov, ktorá má výhodu flexibility a bezpečnosti pri interakciách medzi ľuďmi. Tieto roboty sú vhodné pre aplikácie od zdravotníckych zariadení až po zvyšovanie efektivity pri rôznych úlohách. Okrem toho,...

NANOTECHNOLÓGIA ZVYŠUJE CHIRURGICKÚ PRESNOSŤ A HOJENIE

NANOTECHNOLÓGIA ZVYŠUJE CHIRURGICKÚ PRESNOSŤ A HOJENIE

Výskumníci z Empa a ETH Zurich predstavili inovatívnu chirurgickú techniku, ktorá prináša revolúciu v spôsobe hojenia rán. Táto nová metóda, ktorá sa líši od tradičného prístupu ihly a nite používaného viac ako 5000 rokov, využíva sofistikovaný proces laserového...

INOVATÍVNE ZARIADENIE ZBIERA A VYTVÁRA UDRŽATEĽNÚ ENERGIU

INOVATÍVNE ZARIADENIE ZBIERA A VYTVÁRA UDRŽATEĽNÚ ENERGIU

Prevratné zariadenie na zber energie inšpirované prírodným svetom je nastavené tak, aby spôsobilo revolúciu v tom, ako vyrábame elektrinu z dažďa a vetra. Táto technológia, ktorú vytvoril tím vedcov, efektívne premieňa energiu z dažďových kvapiek a vetra na elektrickú...

PRELOMOVÉ OBJAVY VO VÝSKUME ĽADU

PRELOMOVÉ OBJAVY VO VÝSKUME ĽADU

Zdanlivo jednoduchá látka ľadu bola predmetom prelomovej štúdie v Národnom laboratóriu v Argonne, ktorá odhalila zložitosť jeho správania pri extrémne nízkych teplotách. Základom tejto štúdie je predtavenie, ktoré sa tradične pozoruje blízko bodu mrazu vody....

ŠKRIDLA, KTORÁ ZNÍŽI NÁKLADY NA VYKUROVANIE AJ CHLADENIE

ŠKRIDLA, KTORÁ ZNÍŽI NÁKLADY NA VYKUROVANIE AJ CHLADENIE

Približne polovica spotreby energie priemernej americkej budovy sa minie na vykurovanie a chladenie. To je veľa vynaložených peňazí, spálených fosílnych palív a záťaže na starnúcu energetickú infraštruktúru v čase vysokých teplôt. Vedci teraz predstavili adaptívnu...

ZBER VODY ZO VZDUCHU POMOCOU SOLÁRNEJ ENERGIE

ZBER VODY ZO VZDUCHU POMOCOU SOLÁRNEJ ENERGIE

Viac ako 2,2 miliardy ľudí v súčasnosti žije v krajinách s nedostatkom vody a OSN odhaduje, že 3,5 milióna ročne zomiera na choroby súvisiace s vodou. Keďže oblasti, ktoré najviac potrebujú lepšiu pitnú vodu, sa nachádzajú aj na niektorých z najslnečnejších miest na...

MIKRORIASOVÉ ROBOTY ZACHYTÁVAJÚCE PLASTY VO VODE

MIKRORIASOVÉ ROBOTY ZACHYTÁVAJÚCE PLASTY VO VODE

Plastový odpad čoraz viac znečisťuje naše oceány a vodné cesty. Keď sa plasty v prostredí rozkladajú, fragmentujú sa na malé kúsky známe ako mikroplasty a nanoplasty. Mikroplasty sú plastové častice s veľkosťou do 5 mm, zatiaľ čo nanoplasty sú menšie ako 1 mikrón....

VYLEPŠENIE PRIETOKOVÝCH BATÉRIÍ NA VODNEJ BÁZE

VYLEPŠENIE PRIETOKOVÝCH BATÉRIÍ NA VODNEJ BÁZE

Dve farebné tekutiny prebublávajúce trubicami: Takto vyzerá batéria budúcnosti? Výskumník Empa David Reber sa rozhodol odpovedať na túto otázku v priebehu nasledujúcich štyroch rokov s podporou grantu Ambizione od Švajčiarskej národnej vedeckej nadácie (SNSF)....

autor

ejrick van newman

Komentáre

0 komentárov