![]() |
Новое исследование ученых из Университета Иллинойса Урбана-Шампейн расширяет фундаментальные знания о роли сольватации в связывании ионов и представляет новый путь для электрохимического управления селективностью ионов. Исследование опубликовано в журнале JACS Au. Команда под руководством профессора химической и биомолекулярной инженерии Сяо Су и недавно окончившей аспирантуру Рейлин Чен основывается на результатах своей предыдущей работы по изучению электрохимического разделения ионов, в ходе которой выяснилось, что важнейшим механизмом связывания ионов является сольватация. В данном случае исследователи поставили перед собой задачу контролировать сольватацию полимера и использовать ее для связывания различных ионов, причем делать это с помощью электрохимического процесса, используя уникальный подход. Для этого они создали сополимерную систему, содержащую N-изопропилакриламид (NIPAM), который, как было показано ранее, является термочувствительным материалом, и ввели в него окислительно-восстановительные активные единицы. Поскольку сополимер имеет две единицы — электроактивную и термореактивную — теперь есть два пути для управления сольватацией.
Сополимер позволил получить гелевые пленки, которые стали платформой для разделения ионов под контролем сольватации. Исследователи смогли провести испытания с помощью созданного ими метода эллипсометрии in situ, который позволяет наблюдать за толщиной пленки, набухающей и разбухающей в ответ на добавление или выделение воды на основе электрохимии. В сотрудничестве с группой специалистов из Ок-Риджской национальной лаборатории под руководством Джима Браунинга, Ханью Ванга и Мата Дусе они использовали передовую методику, называемую нейтронной рефлектометрией (NR).
Нейтроны позволили им увидеть сольватацию, или то, как много воды распределено по пленке, и показали, что под действием потенциала пленка набухает и впитывает воду. По словам Су, исследователи смогли продемонстрировать, что при различной степени поглощения воды они могут управлять селективностью ионов. Поскольку их работа предлагает систему, которая может быть активирована как температурой, так и электрохимическим потенциалом, она закладывает основу для создания материальной платформы, которая может быть использована в будущем в различных устойчивых сценариях — например, для питания от возобновляемых источников энергии или отработанного тепла.
Новое исследование предлагает систему для контроля селективности ионов, которая может быть активирована как температурой, так и электрохимическим потенциалом, что позволяет создать более точную платформу для удаления ионов из воды, и модульную с точки зрения того, что она может использовать два стимула.
13.12.2023 |
Хайтек
![]() | |
Scientific Reports: Создан ультразвуковой настраиваемый ЖК-рассеиватель света | |
Свет необходим для жизни. С момента ... |
![]() | |
APL Materials: Открыт метод лазерной печати для создания запоминающих устройств | |
Цифровые технологии не заменяют печатные.... |
![]() | |
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче | |
Исследователи из университета МИСИС усове... |
![]() | |
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама | |
Учёные из Университета МИСИС и Инсти... |
![]() | |
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев | |
Мягкие реабилитационные перчатки помогают паци... |
![]() | |
Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание | |
При выборе материала для инфраструктурных... |
![]() | |
Учёные одновременно картировали температуру и поток в конвективных микропотоках | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
![]() | |
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ | |
Образовательное пространство Технологическое м... |
![]() | |
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния | |
Физики из Osaka Metropolitan University в... |
![]() | |
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов | |
Эксперименты показали, что мюоны можно ис... |
![]() | |
Опровергнута гипотеза о причине изменения формы сплавов при намагничивании | |
Учёные из Объединённого института ядерных... |
![]() | |
Ученые совершили рывок в локализации электролиза воды с анионообменной мембраной | |
Исследовательская группа под руководством... |
![]() | |
Исследование кристаллографов СПбГУ приведет к созданию более прочной керамики | |
Исследователи из Санкт-Петербургского уни... |
![]() | |
Квантовая томография выходит на новый уровень благодаря российским физикам | |
Учёные из Университета МИСИС и Росси... |
![]() | |
Ученые повысили рабочие характеристики изделий из никелевых суперсплавов | |
В МИСИС представили улучшенную технологию защи... |
![]() | |
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм | |
Магнитные материалы традиционно классифицируют... |
![]() | |
Light Sci Appl: Фотонный фонарь, напечатанный в 3D, открывает новые возможности | |
Оптические волны, распространяющиеся по в... |
![]() | |
Nature Materials: Ученые разработали рентген, позволяющий заглянуть в кристалл | |
Группа исследователей из Нью-Йоркского ун... |
![]() | |
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу | |
Сильно взаимодействующие системы играют важную... |
![]() | |
Неоднородная мягкость тел позволяет создавать более мягкие аморфные материалы | |
Ученые из Токийского столичного университ... |
![]() | |
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений | |
Для инженеров, работающих над мягкой робо... |
![]() | |
Инструмент прогнозирования ускорит исследования в области сверхпроводников | |
Функциональность многих современных передовых ... |
![]() | |
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом | |
С помощью большой языковой модели инженеры Мас... |
![]() | |
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка | |
Слабые флуктуации в сверхпроводимости, яв... |
![]() | |
Роняйте на здоровье. Разработан материал для электроники с адаптивной прочностью | |
Неприятности случаются каждый день, и есл... |
![]() | |
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов | |
Органическая электроника — область,... |
![]() | |
Печатный полимер позволяет изучить хиральность и спины при комнатной температуре | |
Печатаемый органический полимер, который при&n... |
![]() | |
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах | |
Исследовательская группа, работающая в UN... |
![]() | |
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе | |
Исследователи из Стэнфорда приблизились к... |
![]() | |
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий | |
Когда речь заходит о сверхпроводящих куби... |