纳米技术

我们的纳米新闻摘要赞助商
国际小母牛

维基百科附属按钮

主页>压力>用光推动水:用新方法,麻省理工学院的工程师只能用可见光来控制和分离表面的流体。

麻省理工学院工程师开发的一个新系统可以控制水在表面的运动方式,仅使用光。图片:Jose Luis Olivares/MIT
麻省理工学院工程师开发的一个新系统可以控制水在表面的运动方式,仅使用光。图片:Jose Luis Olivares/MIT

文摘:
麻省理工学院的工程师们开发了一种新的系统,可以控制水在表面的运动方式,只用光。这一进展可能为微流体诊断设备等技术打开大门,这些设备的通道和阀门可以在飞行中重新编程,或者在钻井平台上把水和油分开的油田系统,研究人员说。

用光推动水:用新方法,麻省理工学院的工程师只能用可见光来控制和分离表面的流体。

剑桥Ma 4月25日发布,二千零一十七

系统,《自然通讯》杂志报道,由麻省理工学院机械工程副教授Kripa Varanasi开发,工程学院教学创新教授加雷斯·麦金利,前博士后Gibum Kwon,研究生Divya Panchananthan,前研究科学家赛义德·马哈茂迪,以及沙特阿拉伯法赫德国王石油和矿产大学的穆罕默德·冈达尔。

该项目的最初目标是找到从水中分离石油的方法,例如,处理某些油井产出的盐水和原油的泡沫混合物。这些混合物混合得越彻底液滴越细越难分离。有时使用静电方法,但是这些都是能量密集型的,当水含盐量很高的时候就不起作用了。情况往往如此。相反,研究小组研究了感光表面的使用,它们对水的反应可以通过暴露在光下而改变。

通过创造与水相互作用的表面,一种被称为润湿性的特性可以被光激活,研究人员发现,通过使单个水滴聚结并扩散到水面,他们可以直接将油从水中分离出来。水滴越熔在一起,它们越是从油中分离出来。

光响应材料已经得到广泛的研究和应用;一个例子是大多数防晒霜中的活性成分,二氧化钛,也被称为泰坦尼克号。但大多数材料,包括泰坦尼克号,主要对紫外线有反应,对可见光几乎没有反应。然而只有5%的阳光在紫外线范围内。因此,研究人员找到了一种处理二氧化钛表面的方法,使其对可见光产生响应。

他们首先使用一种逐层沉积技术在一层玻璃上形成一层聚合物结合的二氧化钛颗粒膜。然后他们用一种简单的有机染料浸染这种材料。结果发现,产生的表面对可见光具有高度的响应性,当暴露在比二氧化钛本身大得多的阳光下时,产生湿润性的变化。当被阳光照射时,该材料在油水混合物破乳时非常有效,使水和油分离。

我们受到了光伏技术的启发,瓦兰西说,染料敏化是用来提高太阳辐射吸收效率的。染料与二氧化钛颗粒的耦合允许在光照下产生电荷载体。这就产生了一个电位差,在光照下表面和液体之间建立起电位差,并导致润湿性能的变化。

在光照下,盐水在我们的表面扩散,但是,Kwon说,石油不是他现在是堪萨斯大学的助理教授。我们发现,几乎所有的海水都会扩散到地表,并从原油中分离出来,在可见光下。

同样的效果也可以用来驱动水滴穿过表面,正如该小组在一系列实验中所证明的那样。通过使用移动光束选择性地改变材料的润湿性,液滴可以指向更湿润的区域,以极高的精度将其推进任何需要的方向。这样的系统可以设计成没有内置边界或结构的微流体装置。液体的移动,例如诊断实验室芯片上的血样,将完全由投射到其上的照明模式控制。

通过系统研究染料能级与接触液体润湿性之间的关系,瓦拉纳西说:“我们已经为这些光引导液体操纵系统的设计提出了一个框架。”通过选择合适的染料,我们可以在液滴动力学方面产生重大变化。它光诱导运动水滴的无接触运动

这些表面的可切换润湿性还有另一个好处:它们可以在很大程度上自我清洁。当表面从吸水性(亲水性)转变为憎水性(疏水性)时,任何地表水都会被排出,携带任何可能积聚的污染物。

由于光响应效应基于染料涂层,它可以通过从数千种可用的有机染料中选择来进行高度调整。过程中涉及的所有材料都是广泛可用的,便宜的,商品材料,研究人员说,制造它们的过程是司空见惯的。

这项研究得到了法赫德国王石油矿产大学的支持。通过麻省理工学院和Kfupm的清洁水和清洁能源中心。

β1

大卫L。钱德勒麻省理工新闻办公室

β1

更多信息,请点击在这里

联络:
艾比·阿巴佐利乌斯
麻省理工新闻办公室

617253.27

版权所有©麻省理工学院

如果你有意见,拜托 接触我们。

新闻发布者,不是第7波,vwin徳赢官网股份有限公司。或者现在的纳米技术,对内容的准确性负全部责任。

书签:
美味的 迪格 纽斯汀 谷歌 雅虎 Reddit公司 木兰属植物 毛皮 脸谱网

相关链接

纸:可见光引导下光响应表面液体润湿性的操纵

相关新闻媒体

新闻和信息

疫苗设计可以显著改善癌症免疫疗法:疗效取决于分子结构和组分的三维表现。5月6日,二千零一十九

这些石墨烯艺术品不需要墨水:艺术家使用莱斯大学实验室的激光诱导石墨烯作为超现代艺术的媒介。5月3日,二千零一十九

箭头制药公司将出席即将举行的2019年5月会议5月3日,二千零一十九

雕刻超快速光脉冲:NIST纳米柱精确塑造实际应用的光5月3日,二千零一十九

微流体学/纳米流体学

动态水凝胶用于制造“软机器人”部件和乐高积木。3月22日,二千零一十九

WSU的研究人员开发了新的技术来理解纳米尺度上的生物学。11月7日,2018年

UT工程师开发了控制纳米电机的第一种方法:随着UT工程师开发了切换纳米电机机械运动的第一种方法,纳米技术的突破9月21日,2018年

NIST研究人员模拟了纳米流体计算的简单逻辑6月30日,2018年

Leti将在光子学西部演示新的弯曲技术,以提高光学元件的性能。1月18日,2018年

采矿/开采/钻探

石墨烯纳米管在聚氨酯应用中优于铵盐和炭黑。9月11日,2018年

有前途的潜艇传感器,地雷和太空船:密歇根州立大学的科学家们正在研制纳米结构的气体传感器,这种传感器可以在室温下工作。11月10日,二千零一十七

发现

疫苗设计可以显著改善癌症免疫疗法:疗效取决于分子结构和组分的三维表现。5月6日,二千零一十九

纳米级金刚石火花温度计:一种新颖的,利用量子光在纳米尺度上测量温度的无创技术已经发展起来。5月3日,二千零一十九

雕刻超快速光脉冲:NIST纳米柱精确塑造实际应用的光5月3日,二千零一十九

将废热转化为清洁能源:研究人员利用超级计算机探索热电发电的新材料5月2日,二千零一十九

公告

疫苗设计可以显著改善癌症免疫疗法:疗效取决于分子结构和组分的三维表现。5月6日,二千零一十九

这些石墨烯艺术品不需要墨水:艺术家使用莱斯大学实验室的激光诱导石墨烯作为超现代艺术的媒介。5月3日,二千零一十九

箭头制药公司将出席即将举行的2019年5月会议5月3日,二千零一十九

雕刻超快速光脉冲:NIST纳米柱精确塑造实际应用的光5月3日,二千零一十九

采访/书评/论文/报告/播客/期刊/白皮书

疫苗设计可以显著改善癌症免疫疗法:疗效取决于分子结构和组分的三维表现。5月6日,二千零一十九

纳米级金刚石火花温度计:一种新颖的,利用量子光在纳米尺度上测量温度的无创技术已经发展起来。5月3日,二千零一十九

这些石墨烯艺术品不需要墨水:艺术家使用莱斯大学实验室的激光诱导石墨烯作为超现代艺术的媒介。5月3日,二千零一十九

雕刻超快速光脉冲:NIST纳米柱精确塑造实际应用的光5月3日,二千零一十九

能量

探索控制热辐射的新途径4月29日,二千零一十九

光滑的表面如何使粘性糊剂和凝胶滑动:麻省理工学院开发的工程表面处理可以减少浪费并提高许多工艺的效率。4月23日,二千零一十九

多级自组装为新的可重构材料打开了大门。4月19日,二千零一十九

NEXUS 2019:能源材料与绿色纳米技术全球峰会4月16日,二千零一十九

探索控制热辐射的新途径4月29日,二千零一十九

降低污染水中铀浓度的新方法3月18日,二千零一十九

缺陷有助于纳米材料在更短的时间内吸收更多的污染物:美国水稻。研究人员找到了从工业废水中去除PFO的新方法。3月13日,二千零一十九

激光诱导石墨烯变得坚硬,帮助:莱斯大学实验室将导电泡沫与其他材料相结合,制备新型复合材料。2月12日,二千零一十九

光子学/光学/激光

雕刻超快速光脉冲:NIST纳米柱精确塑造实际应用的光5月3日,二千零一十九

二维波罗芬更近一点:大米,西北大学寻找新的形象方式,描述独特的材料4月11日,二千零一十九

新的混合能源方法可以为火箭的未来提供燃料,用于探索的航天器:非传统路线显示可提高性能,烧伤率4月9日,二千零一十九

Nanosscribe是研究项目miliquant的技术合作伙伴:三维微制造与量子技术的结合-在量子传感器技术和量子成像领域中工业用小型光源4月1日,二千零一十九

纳米新闻摘要
来自世界各地的最新消息,免费



优质产品
NanoNews自定义
只有你想看的新闻!
了解更多信息
纳米策略
全方位服务,专家咨询
了解更多信息