Nanotechnologie réduit la taille des pores des matériaux

Les matériaux poreux ont des trous que l'eau ou d'autres liquides peuvent suinter à travers. Les matériaux contenant de nano-trous - appelés nanopores - offrent des possibilités intéressantes pour la façon dont les pores peuvent être utilisés.

De nombreuses substances sont poreuses. Par exemple, rock underground poreux (appelé un aquifère) contient des vides qui absorbent l'eau. Toutefois, une partie importante du volume de la roche poreuse est solide, ce qui limite la quantité d'eau qu'il peut contenir.

En faisant matériau poreux de nanoparticules, le pourcentage de la matière qui est solide peut être réduite, ce qui permet au matériau nanoporeux pour stocker un gaz ou un liquide dans un pourcentage beaucoup plus élevé de son volume.

Si une substance solide est criblé de nanopores, vous pouvez stocker un grand volume de gaz dans le solide. Un bon exemple est aérogels. Les aérogels sont constitués de nanoparticules séparées par des nanopores qui sont remplis d'air. Étant donné que la majeure partie de la matière d'aérogel est de l'air, le matériau fait un très bon isolant.




Une autre utilisation de la taille des pores est réduite en utilisant nano dans la conception de matériaux nanoporeux afin de maximiser l'aire de surface interne et personnaliser la taille des ouvertures. Les chercheurs ont appelé matériaux créés cadres organo-métalliques (MOF). MOFs sont développés, par exemple, pour stocker les gaz à capturer le dioxyde de carbone ou de stocker l'hydrogène pour une utilisation de piles à combustible.

Avoir une nanoparticule criblé de nanopores avec augmentation de la surface disponible pour le contact avec des gaz ou des liquides peut également améliorer l'efficacité des catalyseurs. Un catalyseur démonte molécules impliquées dans une réaction en atomes. Ces atomes peuvent alors réagir avec l'autre type de molécule impliquée dans la réaction pour former le résultat souhaité, une substance chimique tout à fait différente.

Quand un catalyseur est nanoporeux, les atomes qui sont à être démontés peuvent se poser sur la surface à l'intérieur des nanopores, en fournissant une plus grande surface pour le catalyseur de démonter et déplacer les molécules le long de la réaction. Ces catalyseurs améliorés ont une meilleure capacité à décomposer les polluants de l'air, ainsi que pour améliorer les électrodes utilisées dans les batteries, ce qui entraîne une augmentation du taux de chargement et de stockage capacité de la batterie.

Un peu plus de demandes de nanopores vous pouvez consulter ailleurs dans ce livre sont les suivants:

  • Les membranes contenant des nanopores sont utilisés pour la filtration de l'eau afin de réduire l'énergie requise pour séparer l'eau des sels de dessalement d'eau de mer. Lorsque les pores sont formés avec des nanotubes de carbone, des molécules d'eau circulent très facilement à travers eux, mais les molécules de sel de plus grandes ne peuvent pas passer à travers.

  • Vous pouvez utiliser des nanopores pour transporter les protons (ions d'hydrogène) dans les piles à combustible. Les chercheurs développent des membranes qui comprennent des nanopores contenant une solution acide, ce qui rend plus facile pour les ions d'hydrogène de passer à travers la membrane.

  • Nanopores peuvent être utilisés pour analyser rapidement la structure de l'ADN. Quand une molécule d'ADN à travers un nanopore passe qui a une tension appliquée à travers elle, les chercheurs peuvent déterminer la structure de l'ADN par les variations du courant électrique.


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