• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare föreslår nya egenskaper i ihålig flerskalsstruktur

    Schematisk illustration av nyckelparametrar för att bygga HoMS och föreslagna nya applikationer som möjliggörs av deras mångsidiga arkitektur. Kredit:Yang Nailiang

    Den kinesiska pusselbollen är ett utsmyckat dekorativt konstverk som består av flera koncentriska skal som rör sig oberoende av varandra. Under det senaste decenniet, Kinesiska forskare tillhandahåller en universell metod för tillverkning av en konceptuellt liknande struktur i mikronanoskala, kallas den ihåliga flerskalsstrukturen (HoMS).

    En ny studie ledd av prof. Wang Dan från Institute of Process Engineering (IPE) vid den kinesiska vetenskapsakademin föreslår ett nytt koncept för tids-spatial ordning och dynamiskt smart beteende i HoMSs. Den publicerades i Naturrecensioner Kemi den 11 feb.

    Till skillnad från den ihåliga sfären med ett skal eller nanopartiklar, HoMS har potentiella tillämpningar inom områden som sträcker sig från energiomvandling och lagring till katalys, eftersom det undviker lätt agglomerering av nanopartiklar, upprätthåller fördelen med effektiv yta, och gynnar massöverföringen.

    I den första fasen av deras arbete, gruppen utvecklade en lättanvänd sequentiell mallmetode (STA) för tillverkning av HoMS. Detta tillvägagångssätt insåg exakt kontroll av skalnumret, tjocklek, distans, och facettexponering, på så sätt modulerar ytegenskaperna och gränssnittet mellan HoMS-material.

    Specifikt, multiskal separerar utrymme i olika, relativt isolerade delrum. På samma gång, de heterogena porerna på varje skal underlättar överföringen av små molekyler.

    "När en molekyl eller elektromagnetisk våg diffunderar genom HoMS, den upplever en bestämd ordning av miljöer och tillbringar en kontrollerbar tid i var och en, ", sa Wang. "Baserat på förståelsen av strukturegenskapsförhållande, vi kallar denna specifika egenskap hos HoMS som 'temporal-spatial ordning'."

    Intressant, i antennsystemet av cyanobakterier, olika antennpigment laddas i en viss ordning för att realisera den sekventiella insamlingen av ljusenergi, vilket är exemplet för naturlig tids-spatial ordning. Denna specifika struktur säkerställer den snabba och exakta vägen för att ackumulera stora mängder syre till betydande mängder för syrehaltigt liv.

    "Inspirerad av naturen, vi tror att den unika strukturen tyder på lovande tillämpningar för HoMS i sekventiell elektromagnetisk vågskörd, kaskadkatalytiska reaktioner, långvarig frisättning av läkemedel, och hybridteknik för energilagring, " sa Wang.

    Gruppen föreslog också ett annat lovande förslag:HoMS med isolerade utrymmen i flera kemiska miljöer kan uttrycka dynamiskt smart beteende.

    Genom kemisk modifiering, HoMS kan binda målet och kanske också självutvecklas för att ha önskade egenskaper vid en önskad tidpunkt, vilket skulle vara mycket önskvärt inom kemiteknik och biokemi.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com