ซีโอไลต์มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเคมีในทศวรรษที่ผ่านมา วัสดุที่มีรูพรุนและเป็นอลูมิโนซิลิเกตเหล่านี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวดูดซับที่รู้จักกันดีสำหรับการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาและการแยกตัวเร่งปฏิกิริยาของปิโตรเคมี เมื่อไม่นานมานี้ ซีโอไลต์ยังถูกใช้เพื่อกำจัดกัมมันตภาพรังสีซีเซียมออกจากน้ำทะเลหลังภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะ ไดอิจิ ผลงานล่าสุดจากUniversity of Cincinnati
ได้เปิดประตูสู่วัสดุมากขึ้นโดยการปรับเปลี่ยน
รูปทรงและเคมีพื้นผิวZishu Cao และเพื่อนร่วมงานของเธอประดิษฐ์เยื่อบาง ๆ โดยการปูกระเบื้องด้วยแผ่นซีโอไลต์แบบแบนหนา 6 นาโนเมตร สังเคราะห์โดยขั้นตอนการตกผลึกด้วยความร้อนใต้พิภพ เมมเบรนผลลัพธ์นั้นบางกว่าเมมเบรนซีโอไลต์ทั่วไปมาก โดยมีความหนาน้อยกว่า 500 นาโนเมตร เมื่อเทียบกับความหนาของเมมเบรนแบบเดิมที่มีความหนาหลายไมโครเมตร
การปรับปรุงการปูกระเบื้องJunhang Dong ที่ปรึกษาของ Cao จากภาควิชาวิศวกรรมเคมีและสิ่งแวดล้อม กล่าวว่าแผ่นซีโอไลต์แบบสองมิติของ Cao สามารถเอาชนะปัญหาการขนส่งหลักที่เยื่อซีโอไลต์แบบหนาทั่วไปมักพบเมื่อมีความหนาหลายไมครอน
“ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ซีโอไลต์ในอุตสาหกรรมพลังงานและเคมีนั้นมีมากมายมหาศาล” Dong กล่าว “แต่การใช้งานได้จริงถูกขัดขวางโดยปัญหาร้ายแรงสองประการที่เกิดจากช่องว่างระหว่างผลึกในภาพยนตร์และโครงสร้างโพลีคริสตัลไลน์แบบสุ่ม”
ช่องว่างระหว่างผลึกเหล่านี้หรือช่องว่างระหว่างผลึกแบบสุ่มที่ประกอบด้วยฟิล์ม บ่อนทำลายการเลือกแยกโดยทำให้เกิดการซึมผ่านของโมเลกุลและไอออนแบบไม่คัดเลือก นอกจากนี้ การวางแนวแบบสุ่มของผลึกในภาพยนตร์ส่งผลให้มีเส้นทางการแพร่กระจายที่ยาวขึ้นและไม่ต้องการซึ่งทำให้การซึมผ่านของเมมเบรนไม่มีประสิทธิภาพ
อย่างไรก็ตาม เมมเบรนกระเบื้องนาโนชีตซีโอไลต์แบบสองมิติที่สังเคราะห์โดย Cao ให้โครงสร้างช่องสัญญาณตรงที่มุ่งเน้นซึ่งให้ทั้งช่องว่างระหว่างผลึกที่ลดลงและความยาวการแพร่กระจายที่สั้นลงเพื่อเพิ่มการเลือกและฟลักซ์ของเมมเบรน
ลองนึกภาพว่าคุณกำลังใช้บล็อกเพื่อกันซึมหลังคา
ตอนนี้เรากำลังใช้กระเบื้องหรืองูสวัดเพื่อสร้างหลังคา” ดงกล่าวแรงบันดาลใจด้านปิโตรเคมีการผลิตเมมเบรนที่ปรับขนาดได้โดยง่ายโดยการเคลือบด้วยซีโอไลต์นาโนชีตได้รับแรงบันดาลใจจากงานล่าสุดจากมหาวิทยาลัยมินนิโซตาซึ่งนักวิจัยได้สังเคราะห์แผ่นนาโนซิลิกาซีโอไลต์บริสุทธิ์จากออร์แกโนฟิลิกที่เหมาะสมสำหรับการแยกสารปิโตรเคมี ในงานของ Cao พวกเขาได้รวมอลูมิเนียมไอออนไว้ในโครงสร้างซีโอไลต์ที่มีซิลิกาเป็นพื้นฐานเพื่อทำให้พื้นผิวเป็นไอออนิกและชอบน้ำอย่างยิ่ง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ดีสำหรับการแยกน้ำและไอออน ตามความรู้ของกลุ่ม เมมเบรนเคลือบนาโนชีตไอออนิกซีโอไลต์เป็นชนิดแรกในประเภทนี้
ใน บทความที่ ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ Cao ได้แสดงศักยภาพในการแยกเกลือออกจากน้ำ กลุ่มที่เลือกศึกษาการใช้งานนี้เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับความต้องการที่หลากหลายในการบำบัดน้ำเสียที่มีความเค็มสูง จากกิจกรรมทางอุตสาหกรรม เช่น การขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ และการลดความชื้นและการทำความเย็นของโรงไฟฟ้า พวกเขารายงานว่ามีการไหลของน้ำสูงและมีอัตราการปฏิเสธเกลือสูงสำหรับน้ำเกลือที่มีโซเดียมคลอไรด์ที่ละลายในน้ำสูงถึง 24% โดยน้ำหนัก
กลุ่มกล่าวว่าเป็นไปได้หลายเส้นทาง – การแยกเกลือออกจากเกลือเป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของความสามารถของเมมเบรน จากที่นี่ พวกเขากำลังสำรวจตัวแยกไอออนแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวดูดซับ และเซ็นเซอร์แบบฟิล์มบาง
การค้นพบวัสดุ 2 มิติแรกที่ทำหน้าที่เป็นฉนวน
โทโพโลยีแม่เหล็กในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอก ได้รับการอ้างสิทธิ์โดยนักฟิสิกส์ในเกาหลีใต้และสหรัฐอเมริกา วัสดุนี้คือโครเมียม ไตรไอโอไดด์ และคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุนี้มีลักษณะเฉพาะโดยการวิเคราะห์การแกว่งของสปินที่เหนี่ยวนำโดยการกระเจิงของนิวตรอน
เมื่ออะตอมภายในวัสดุ 2D ถูกจัดเรียงในรูปแบบบางอย่าง อิเล็กตรอนที่เป็นส่วนประกอบของพวกมันสามารถแสดงพฤติกรรมที่น่าสนใจมากมาย ซึ่งปกติไม่เคยเห็นในวัสดุในชีวิตประจำวัน ภายในโครงตาข่ายรังผึ้ง 2 มิติของกราฟีน ตัวอย่างเช่น สิ่งที่เรียกว่า “อิเล็กตรอนไดแรค” สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเชิงสัมพันธ์และทำตัวเหมือนโฟตอนที่มีมวลเป็นศูนย์
วัสดุบางชนิดสามารถมีคุณสมบัติที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับโทโพโลยี ในรูปแบบ 2D ฉนวนทอพอโลยีเป็นชั้นของวัสดุที่อิเล็กตรอนไหลได้อย่างอิสระตามขอบของแผ่นงาน แต่ไม่สามารถไหลไปตามพื้นผิวได้ ผลกระทบนี้ขึ้นอยู่กับการหมุนของอิเล็กตรอน และด้วยเหตุนี้ ฉนวนทอพอโลยีแบบ 2 มิติจึงเป็นที่สนใจของนักฟิสิกส์ที่กำลังพัฒนาอุปกรณ์สปินทรอนิกส์ ซึ่งข้อมูลจะถูกจัดเก็บและประมวลผลโดยใช้สถานะการหมุนของอิเล็กตรอน
การสั่นของส่วนรวมเหมือนอนุภาคอีกเส้นทางหนึ่งสู่สปินทรอนิกส์คือการจัดเก็บและขนส่งข้อมูลโดยใช้แม็กนอน ซึ่งเป็นการสั่นแบบกลุ่มเหมือนอนุภาคของโมเมนต์แม่เหล็กของสปินของวัสดุ นักฟิสิกส์คาดการณ์ว่าแม่เหล็ก 2 มิติบางตัวอาจเป็นฉนวนโทโพโลยีแม่เหล็ก 2 มิติ ในวัสดุดังกล่าว แม็กนอนสามารถเคลื่อนที่ไปตามขอบของแผ่นงานได้ เหมือนกับอิเล็กตรอนในฉนวนทอพอโลยี 2 มิติทั่วไป ยิ่งไปกว่านั้น การสั่นเหล่านี้คาดว่าจะมีลักษณะเหมือนโฟตอน “แมกนอน Dirac” ที่สามารถแพร่กระจายเป็นเวลานานโดยไม่กระจายพลังงานเป็นความร้อน ซึ่งจะทำให้มีประโยชน์มากสำหรับการสร้างอุปกรณ์สปินทรอนิกส์ที่ใช้งานได้จริง
เพื่อค้นหาหลักฐานของโทโพโลยี Dirac magnons Lebing Chen จากมหาวิทยาลัย Rice และเพื่อนร่วมงานได้ประดิษฐ์แผ่นโครเมียม triiodide ที่จัดตำแหน่งไว้อย่างแม่นยำซึ่งเป็นสารประกอบแม่เหล็กที่มีโครงสร้างตาข่ายรังผึ้ง จากนั้นจึงทำการศึกษาตัวอย่างที่ Spallation Neutron Source ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge โดยใช้การกระเจิงนิวตรอนแบบไม่ยืดหยุ่น นิวตรอนมีโมเมนต์แม่เหล็ก และนี่หมายความว่าพวกมันสามารถสร้างแม็กนอนได้เมื่อพวกมันกระจายจากแผ่นโครเมียมไตรไอโอไดด์ โดยการวัดพลังงานที่สูญเสียไปโดยนิวตรอนระหว่างกระบวนการกระเจิง ทีมงานสามารถคำนวณคุณสมบัติของแมกนอนในโครเมียมไตรไอโอไดด์ได้
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย
