Из Университета Чжэцзяна стало известно, что команда профессора Чжан Линь из Школы химической инженерии и биоинженерии Университета Чжэцзян, которая уже давно занимается исследованиями в области мембранных исследований, объединила исследования Тьюринга и мембран для создания структуры Тьюринга на тонну на основе нанометрового размера в первый раз. Этот результат исследования впервые построил структуру Тьюринга для области применения, опубликованную в ведущем международном журнале «Наука» 4 мая в Пекине.
Черные и белые полосы зебры, спиральные нитки раковины, скручивание стеблей и листьев растения ... Формирование этих регулярно повторяющихся узоров в природе всегда было интригующей проблемой. Назад более чем 60 лет назад британский ученый Тьюринг Предсказания: Некоторые повторяющиеся естественные закономерности могут быть вызваны взаимодействием или действием двух конкретных веществ (молекул, клеток и т. Д.). Через процесс, который он называет «реакция-диффузия», эти два компонента будут спонтанно Самоорганизуются в полоски, полосы, кольца, спирали или пятнистые пятна и другие структуры. Позднее ученые подтвердили эту гипотезу, и этот тип структуры называется «структура Тьюринга».
Межфазная полимеризация Подготовка технологии ультратонкой мембранной мембраны была применена с начала 1980-х годов. Она достаточно зрелая, но как процесс получения, так и механизм реакции мембраны нанофильтрации и мембраны обратного осмоса, полученные с помощью межфазной полимеризации, являются одинаковыми, но поверхности обоих Структура совершенно иная: поверхность мембраны нанофильтрации гладкая, а поверхность мембраны обратного осмоса имеет структуру с пиковой долей, которая является относительно грубой. Команда Чжан Ли провела углубленные исследования. При переходе на причины различий они обнаружили, что процесс межфазной полимеризации является типичным процессом «реакция-диффузия». «Система.
Необходимым условием структуры Тьюринга является то, что разница между коэффициентами диффузии двух реагентов должна быть более чем на один порядок. Исследовательская группа хотела найти способ изменить разницу в коэффициенте диффузии реагентов, чтобы она могла удовлетворять этому условию.
После тщательного анализа и обсуждения исследовательская группа предложила добавить гидрофильные макромолекулы, которые препятствуют диффузии реагентов в водном растворе реагентов с небольшим коэффициентом диффузии. Эта работа похожа на потянув «бедро» от медленной диффузии реагентов. В большом количестве экспериментов исследователи пытались добавить различные гидрофильные макромолекулы, чтобы уменьшить скорость диффузии водорастворимых реагентов в масло и на границу раздела между водой и маслом и Реагенты в масле реагируют с образованием новой мембраны нанофильтрации с периодически изменяющейся структурой Тьюринга.
После длительного периода непрерывных экспериментов исследователи обнаружили, что поливиниловый спирт лучше всего работает в качестве гидрофильной макромолекулы, которая ингибирует диффузию реагентов.
С «препятствующим» эффектом поливинилового спирта на диффузию реагентов в противном случае гладкая и гладкая поверхность пленки буквально «длинна» из структуры Тьюринга. Это всего лишь 20-30 нм плотные периодические регулярные структуры Тьюринга. Некоторые из них являются трубчатыми, а некоторые - блистерными, обеспечивая мембраны местами, которые позволяют большему количеству воды проходить через поверхность мембраны, что, в свою очередь, повышает водопроницаемость мембраны.
Если смотреть через электронный микроскоп, эти структуры Тьюринга подобны полукруглой палатке, плотно покрывающей поверхность мембраны. Эти «расширяющиеся» выпучивающие «палаточные структуры» имеют много пустот между ними, что уменьшает проникновение воды. Стойкость к перегреву делает разделительные характеристики мембраны в 3-4 раза выше, чем у мембраны, приготовленной обычным способом получения. То есть вода, проходящая через мембрану, в 3-4 раза больше, чем исходная, что значительно снижает производство воды в мембранном процессе. Стоимость, улучшающая эффективность разделения.
Межфазная полимеризация нанофильтрационных мембран обычно занимает менее минуты, и традиционный метод испытаний для изменения скорости диффузии после добавления гидрофильных макромолекул почти не соответствует порядку. В конце концов исследователи выполнили характеристику с помощью ядерного магнитного резонанса. После добавления гидрофильного полимера скорости диффузии двух реагентов были плохими, и было подтверждено, что в эксперименте была успешно создана новая разделительная мембрана с структурой Тьюринга.
Для этого исследования три эксперта по обзору бумаги дали высокий рейтинг. Один из экспертов по обзору считает, что это очень интересный новый тип опреснительного фильма. «Насколько я знаю, это первый раз, когда я пробовал фильм. Производство Наномасштабного отчета по моделированию Тьюринга.