テンプレートで作成された炭素ナノチューブ膜の電気宇宙流
S A Miller1, V Y Young, C R Martin
1Department of Chemistry, Center for Chemical Research at the Bio/Nano Interface, University of Florida, Gainesville, FL 32611, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 6, 2001
まとめ
研究者らは,炭素ナノチューブ膜 (CNM) を改造して,流体の流れを制御した. 表面電荷を変化させることで,膜の性能を向上させるために,電気宇宙流 (EOF) の方向を成功裏に逆転させました.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気化学 電気化学について
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- 炭素ナノチューブ膜 (CNM) は,分離および輸送アプリケーションのためのユニークな性質を提供します.
- 電気宇宙流 (Electroosmotic flow,EOF) は,ナノ孔質材料内の流体移動を制御する重要な現象である.
- 表面電荷の理解と制御は,CNMにおけるEOFの調整に不可欠です.
研究 の 目的:
- 炭素ナノチューブ膜 (CNM) を準備し,特徴づけること.
- CNM内の電気宇宙流 (EOF) を調査し,制御する.
- EOFの方向と大きさを調整するために,CNMの表面化学を修正する.
主な方法:
- アルミニウムテンプレート内の化学蒸気堆積を用いたCNMの製造.
- EOFを駆動するには,電解質で分離された膜にイオン電流を適用します.
- EOF率を定量化するためにフェノールフックスを測定し,ゼータポテンシャル,pK(a) と表面電荷密度を決定します.
- カーボキシラート (アニオン) とアンモニアム (カチオン) 群を導入するために,電気化学的誘導による表面改変.
主要な成果:
- アースで合成されたCNMはアニオン表面電荷を示し,EOFをカチオン移動の方向に駆動します.
- 炭酸塩基グループによる電気化学的誘導は,アニオン電荷を高め,EOF率を高めました.
- cationic ammoniumグループによる派生は,EOFの方向を逆転させた.
結論:
- CNMの表面積は,EOFの方向と大きさに大きく影響する.
- 電気化学的誘導は,CNMの表面特性を正確に調節するための効果的な方法である.
- CNMにおける制御可能なEOFは,高度な分離および流動性デバイスの可能性を開きます.
