青いエネルギーの採集のためのde Novoアセンブリを用いて,イオン選択性を共性有機枠膜に与えること
Sifan Chen1, Changjia Zhu1,2, Weipeng Xian1
1Zhejiang Provincial Key Laboratory of Advanced Chemical Engineering Manufacture Technology, College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.
Journal of the American Chemical Society
|May 24, 2021
まとめ
研究者らは,充電された染料分子をカプセル化することで,3Dの共性有機フレームワーク (3D COF) でアングストームサイズのチャネルを作成しました. これらの機能的な膜は 塩分グラデーションから 青いエネルギーを集めるのに 有望です
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 化学工学
背景:
- 生物学的チャネルを模倣した 選択的トランスメブラン輸送のための アングストームサイズの機能的毛穴を製造することは 依然として大きな課題です
- 先進的な膜材料の開発は,エネルギー収集と分離技術にとって極めて重要です.
研究 の 目的:
- 3D共立有機フレームワーク (3D COFs) の内部でアングストームサイズのチャネルにイオン元素を組み込むための簡単な戦略を開発する.
- ゲスト分子の封じ込みを介して膜機能を制御するためのこのアプローチの調整可能な性質を実証する.
- 塩分グラデント (青) エネルギーを集めるためのこれらのエンジニアリングされた膜の可能性を評価する.
主な方法:
- 3D COFのインターフェースポリメリゼーション中の電荷の染料分子の封じ込み.
- イオン元素を組み込んだアングストームサイズのチャネルを持つ膜の製造.
- 膜の選択性および抵抗性の特徴づけ
- 青いエネルギーの採集のための逆電透析 (RED) 装置での試験.
主要な成果:
- 3D COF内のアングストームサイズのチャネルにイオン要素を成功裏に組み込む.
- ゲストの種類と内容に対する制御が実証され,マニュアル化された膜機能を可能にします.
- 絶え間ない選択性と低膜抵抗性を達成した.
- 海水と川水をシミュレートしたRED装置で最大51.4Wm−2の電力密度を達成し,商業化基準を大幅に上回った.
結論:
- 開発された戦略は,3D COFで機能的なアングストームサイズのチャネルを作成するための汎用的な方法を提供します.
- これらの工学的な膜は 効率的な塩分グラデントのエネルギー収集に 重要な可能性を秘めています
- このアプローチは,新しい多機能生物模倣システムへの道を開くかもしれません.
関連する概念動画
Photosystem I
52.8K
Although structurally similar to photosystem II (PSII), photosystem I (PSI) is has a different electron supplier and electron acceptor.
Both these photosystems work in concert. An excited electron from PSII is relayed to PSI via an electron transport chain in the thylakoid membrane of the chloroplast, which is comprised of the carrier molecule plastoquinone, the dual-protein cytochrome complex, and plastocyanin. As electrons move between PSII and PSI, they lose energy and must be re-energized...
Both these photosystems work in concert. An excited electron from PSII is relayed to PSI via an electron transport chain in the thylakoid membrane of the chloroplast, which is comprised of the carrier molecule plastoquinone, the dual-protein cytochrome complex, and plastocyanin. As electrons move between PSII and PSI, they lose energy and must be re-energized...
52.8K
Ion Exchange
1.6K
Ion exchange chromatography separates charged molecules from a solution by reversibly exchanging them with mobile, or 'active', ions associated with the oppositely charged stationary phase. This method can be used to separate ions, soften and deionize water, and purify solutions. The polymers comprising the ion-exchange column are high-molecular-weight and chemically stable polymers, crosslinked to be porous and essentially insoluble. They are also functionalized with either acidic or...
1.6K
Ion-Exchange Chromatography
3.0K
Ion-exchange chromatography, or IEC, is a technique for separating ions based on their affinity for the stationary phase. The stationary phase is a cross-linked polymer resin with covalently attached ionic functional groups. The functional groups can be either positively charged (cation exchangers) or negatively charged (anion exchangers). A cation exchanger consists of a polymeric anion and active cations, while an anion exchanger is a polymeric cation with active anions. The choice of...
3.0K
Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer (INEPT)
1.2K
Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer (INEPT) is an advanced Nuclear Magnetic Resonance (NMR) technique specifically designed to detect and enhance the signals of low-abundance nuclei, such as carbon-13 and nitrogen-15, in small molecules. The fundamental principle behind INEPT is the transfer of polarization from a more abundant and highly polarizable nucleus, typically hydrogen-1, to the low-abundance nucleus of interest. This process effectively boosts the NMR signal of the...
1.2K


