2019年12月19日
研究人员从存在于生命体组织中的膜中得到启发，将氮化硼与芳纶纳米纤维结合在一起，构建了一种新型膜。芳纶纳米纤维用于凯夫拉尔纤维。
这张图描述了用于高效获取蓝色能量的生物激发的纳米复合膜。图片来源:Chen et al。
这项研究的目的是获取海洋能量，这种能量不仅像骨头一样坚固，而且像软骨一样适合离子运输。
这项研究解决了渗透能(海水和淡水之间的盐度和压力梯度)技术的重大设计复杂性，以生产一种大量可用的、环保形式的可再生能源。这项研究发表在焦耳12月18日期刊th,2019年。
与风能和太阳能农场相比，渗透能发电机每天都没有太大的区别。因此，与这些绿色能源相比，它们更可靠。
然而，MXene、氧化石墨烯、粘土和二硫化钼纳米材料通常用于膜，通常在水中坍塌和分解。欧洲杯足球竞彩
氮化硼基纳米片最近显示出巨大的潜力;例如，它们不容易与其他物质发生反应，并且随着温度的升高而保持稳定。
然而，即使是氮化硼薄膜也不足以承受长时间的水，当它们出现微小裂缝时，很快就开始泄漏离子。
新型的氮化硼复合膜具有新颖、坚固的性能，可以解决这一问题．
雷伟伟，迪肯大学前沿材料研究所项目首席科学家、高级研究员欧洲杯足球竞彩
”渗透能对人类来说是一种巨大的资源，但它的实施受到高性能离子选择性膜可用性的严重限制美国密歇根大学工程学教授尼古拉斯·科托夫(Nicholas Kotov)说。
雷、科托夫和他们的合作者继续用生物的身体组织作为蓝图来解决这个问题。他们随后观察到，为了促进生物体内的生物反应，需要几种不同种类的高性能离子选择性膜。
研究人员还观察到，虽然软组织，如基底膜、肾膜和软骨，可以使离子容易通过，但它们都是脆弱和脆弱的。另一方面，骨骼非常僵硬和强壮，不能有效地传输离子，这是一个缺点。
我们找到了一种“结合”这两种材料的方法，以同时获得这两种特性，使用芳纶纳米纤维制造类似软骨欧洲杯足球竞彩的柔性纤维材料，以及氮化硼制造类似骨骼的血小板．
Nicholas Kotov，首席科学家和工程学教授，密歇根大学
”我们的仿生纳米复合膜具有一定的优势，如高坚固性，比单一材料制成的膜更容易制造和提供更多功能,”雷补充说。
科学家们使用一种逐层组装的方法来构建杂交膜。这种技术用于复制层状复杂复合材料，特别适用于水技术。
然后，科学家们对浸泡在氯化钠溶液中的芳纶-氮化硼膜的单一储层施加压力，以监测其电流，并随后将其与其他类型的纳米材料膜进行比较。
他们观察到，与其他类型的多孔复合材料相比，芳纶-氮化硼膜的狭窄通道使其能够更好地排斥氯离子和吸引钠离子。
此外，Lei、Kotov和合作者在氯化钠溶液中反复清洗膜20次，以跟踪其稳定性，并观察到即使在200小时后膜仍能最佳工作。
”我们的新型复合膜具有可调节的厚度和在温度范围从0到95摄氏度和pH值在2.8到10.8的高稳定性,”雷补充说。
廉价的组件和膜的寿命使获取海洋能源成为现实．
刘丹，研究首席作者，迪肯大学前沿材料研究所欧洲杯足球竞彩
总的来说，科学家们得出的结论是，芳纶-氮化硼膜在产生渗透能的同时，能够很好地耐受他们预计它将面临的各种不同条件。
根据研究人员的说法，这项新技术具有极大的可扩展性，特别是因为它的组件成本低。从废弃的凯夫拉纤维中提取芳纶纳米纤维是可能的。
”这些是目前已知的性能最好的膜说:“Kotov．”然而，它们还没有完全优化。甚至可以获得更好的性能”。
这项研究主要由澳大利亚研究理事会发现早期职业和澳大利亚研究理事会发现计划支持。该研究的作者没有声明任何相互竞争的利益。
来源:https://www.cell.com/