Nanotechnologie reduziert Porengröße in der Material
Poröse Materialien haben Löcher, dass Wasser oder andere Flüssigkeiten sickern durch kann. Materialien mit Nano-Größe Löcher - genannt nanopores - bieten einige interessante Möglichkeiten für die Art und Weise, in der Poren verwendet werden kann.
Viele Substanzen sind porös. Zum Beispiel porösen unterirdischen Gesteins enthält Hohlräume (Aquifer genannt), die Wasser aufnehmen. Jedoch ist ein erheblicher Teil des Volumens des porösen Gestein ist fest, die Begrenzung der Wassermenge, die es enthalten kann.
Indem porösem Material von Nanopartikeln, der Anteil des Materials, das fest ist, kann verringert werden, was die nanoporöse Material kann innerhalb einer viel höheren Prozentsatz seines Volumens eines Gases oder einer Flüssigkeit zu speichern.
Wenn eine feste Substanz mit nanopores gespickt ist, können Sie eine große Menge an Gas in der festen speichern. Ein gutes Beispiel ist Aerogele. Aerogele sind aus Nanopartikeln getrennt durch nanopores hergestellt, die mit Luft gefüllt sind. Weil der Großteil des Aerogels Material Luft ist, macht das Material ein sehr guter Isolator.
Eine weitere Verwendung von reduzierten Porengröße nano mit ist nanoporösen Materialien bei der Gestaltung der inneren Oberfläche und passen Sie die Größe der Öffnungen zu maximieren. Forscher haben erstellt Materialien genannt Metall-organische Gerüste (MOFs). MOFs sind in der Entwicklung, beispielsweise Gase zu speichern Kohlendioxid einzufangen oder Wasserstoff für Brennstoffzellen-Verwendung zu speichern.
mit nanopores gespickt mit vergrößerter Oberfläche für Kontakt ein Nanopartikel Nachdem mit Gasen oder Flüssigkeiten können auch die Wirksamkeit der Katalysatoren zu verbessern. Ein Katalysator zerlegt Moleküle in einer Reaktion in Atome beteiligt. Diese Atome können dann mit dem anderen Molekültyp an der Reaktion beteiligt reagieren, um das gewünschte Ergebnis zu bilden, eine völlig andere chemische Substanz.
Wenn ein Katalysator nanoporösem ist, dass die Atome stehen können an der inneren Oberfläche der Nanoporen landen zerlegt, mehr Fläche für den Katalysator die Bereitstellung der Moleküle zu zerlegen und die Reaktion entlang bewegen. Diese verbesserten Katalysatoren haben eine bessere Fähigkeit Luft Schadstoffe abzubauen sowie zu den Elektroden in Batterien verwendet zu verbessern, was zu einer erhöhten Ladegeschwindigkeit und Speicherkapazität der Batterie.
Noch ein paar Anwendungen von Nanoporen können Sie an anderer Stelle in diesem Buch Besuche gehören die folgenden:
Die Membranen enthält nanopores sind für die Wasserfiltration verwendet, um die Energie zu reduzieren, die erforderlich Wasser aus Salzen in die Entsalzung von Meerwasser zu trennen. Wenn die Poren mit Kohlenstoff-Nanoröhren gebildet werden, fließen die Wassermoleküle sehr leicht durch sie, aber die größeren Salzmoleküle kann nicht passieren.
Sie können nanopores verwenden Protonen (Wasserstoffionen) in Brennstoffzellen zu transportieren. Forscher entwickeln Membranen, die Nanoporen enthält, eine saure Lösung enthalten, die es einfacher für die Wasserstoffionen ermöglicht, durch die Membran zu passieren.
Nanopores kann schnell verwendet werden, um die Struktur der DNA zu analysieren. Wenn ein DNA-Molekül eine Nanopore durchläuft, die eine Spannung an sie angelegt ist, können Forscher die Struktur der DNA durch die Änderungen des elektrischen Stroms zu bestimmen.