中国の研究チームは、従来のナノ濾過膜の3〜4倍の透水率を持つ新しいタイプのナノ濾過膜を開発するために「チューリング構造」を使用しました。水の効率とコストの削減米国の「Science」誌3月号に掲載された研究では、浙江大学の化学工学と生物工学の教授Zhang Lin教授がコンピューターと人工知能の父親である英国の科学者Alan Turing反応拡散方程式は、膜の研究と組み合わされて初めて、薄膜上にナノスケールの「チューリング構造」を作り出しました。
チューリングは、1952年に「形態形成の化学的基礎」という論文を出版し、複雑な生命体の背後にある化学的メカニズムを単純な数式で説明しようとしています。分子や細胞などの相互作用に由来する「反応拡散方程式」は、拡散差による系の不安定化を招き、最終的にストライプ、ストライプ、スポットなどの「チューリング構造」を形成しました。スピリットは、ゼブラのような生物の表面上のパターンは、この反応拡散システムの結果かもしれないと推測している。
ナノフィルトレーション膜は、特定の分子やイオンを通過させる1nm以上のポアサイズの機能性半透膜であり、特定の有機物、顔料、塩類を水から取り除くことができ、主に「界面重合」によって調製されます。
研究者たちはまず、ピペラジンとトリメソイルクロライドの2つの小分子を水と油に溶解させ、水と油の界面で2つの小分子を重合させ、数秒以内に平らで緻密な粒子の層を形成した。しかし、ピペラジンとトリメソイルクロリドの拡散速度の違いは、「チューリング構造」を作り出すには不十分です。
その後、Zhang Linの研究チームはポリビニルアルコールを重合反応に添加し、ピペラジンの拡散速度を低下させ、最終的にナノスケールの「チューリング構造」を有するナノ濾過膜を製造した。ポリビニルアルコールの濃度を調整することにより、バブル、チューブラー、その他の異なる「チューリング構造」にすることができます。
Zhang Lin教授は、中空管状または泡状の「Turing構造」がより効果的な水移動領域を提供することができるため、材料はより高い水分流動性および塩保持性能を有すると新華社通信に語った。
「この技術はナノフィルトレーション膜の従来の製造過程で親水性高分子を添加するプロセスを追加するに過ぎず、この方法は従来のプロセスを調整するものではないので、工業化を達成することは容易である。
