Нановолокна из диоксида титана имеют необычные свойства

Нановолокна из диоксида титана имеют необычные свойства

Учёные из Наньянского технологического университета (Сингапур) под руководством Даррена Суна преуспели в создании наноматериала с весьма низкой стоимостью и множеством потенциальных способностей. По сути, это титановые белила (TiO2) — массово производимое недорогое вещество, с которым мы сталкиваемся каждый день. Однако выполнено оно в запатентованной форме нановолокон — и в таком виде показывает очень необычные свойства.

На основе такого наноматериала, заявляет разработчик, возможно эффективное фотокаталитическое разложение воды на кислород и водород под действием солнечных лучей, а также создание необрастающих мембран для фильтрования воды, включая опреснительные цели. Кроме того, он бактерициден, может обеспечивать эффективную стерилизацию и, наконец, работать в высокоэффективных ячейках Гретцеля.

Обычно в качестве катализатора для разложения воды на кислород и водород используют платину — материал очень дорогой и менее доступный, чем титановые белила. Мембраны же, применяемые в прямом осмосе для опреснения воды, довольно быстро покрываются биоплёнкой, резко снижающей производительность установок, которые нуждаются в результате в регулярной и непростой очистке. Естественно, бактерицидные нановолокна могут полностью снять эту проблему.

Сингапурские исследователи демонстрируют, что всего 0,5 г нановолокон диоксида титана, покрытых окислом меди, при помещении в литр сточных вод способны производить 1,53 мл водорода в час дневного времени. Может показаться, что такая производительность ничтожна, но она в три раза выше показателей платинового катализатора. Более того, в зависимости от типа сточных вод (менее загрязнённые и более прозрачные для солнечных лучей предпочтительнее) количество генерируемого за час из литра воды водорода может достигать 200 мл, причём при добавлении нановолокон диоксида титана эта цифра растёт. В случае кубометра сточных вод речь идёт о 200 л водорода в час, хотя всё это, конечно, требует дополнительного подтверждения в более масштабных экспериментах.

Но зачем использовать именно сточную воду? Дело в том, что Сингапур — остров, на котором всегда есть проблемы с пресной водой. Очистка стоков здесь чрезвычайно важна для сохранения водного баланса, ведь это дешевле, чем завоз танкерами или опреснение морской воды. Если же при этом можно ещё генерировать водород, то, очевидно, процесс станет энергетически выгодным.

Кроме того, антибактериальные свойства нановолокон, возможно, позволят использовать их в составе стерилизующих бинтов, обеззараживающих раневую поверхность и при этом свободно пропускающих воздух (само собой, без бактерий).

Одновременно чудо-наноматериал группы Даррена Суна показал отличные результаты в экспериментах с литиевыми батареями. Сферические наночастицы диоксида титана, модифицированные добавлением углерода и использованные в качестве анода для плоских литиевых аккумуляторов, позволили удвоить ёмкость последних при значительном росте числа допустимых перезарядок (то есть длительности жизни батарей).

Источник: science.compulenta.ru

Похожие новости:
Ученые создали самые прочные стеклянные нановолокна
Исследователи из Оптоэлектронного Исследовательского Центра ORC (Optoelectronics Research Centre) Университета города Саутгемптон (Southampton), расположенного в Англии, являются пионерами в области сверхпрочных нитей из диоксида кремния. Диоксид кремния, или кварц, является одним из наиболее распространенных материалов на Земле. Исторически, кремниевые ..
2013-01-12 1878 0 Технология
0
Новые архитектурные панели способны бороться со смогом
Транснациональная корпорация по производству и переработке алюминия Alcoa объявила о выпуске нового продукта - архитектурных панелей, поглощающих смог, пишет defconc.ru. Другими словами, эти панели, предназначенные для облицовки наружных стен здания, могут удалять загрязняющие вещества из окружающего воздуха. Панели ..
2013-08-6 1095 0 Технология
0
Новые транзисторы помогут создать умные окна
Ученые установили, что при температуре ниже 47 градусов Цельсия, ионы ванадия в тонкой пленке диоксида ванадия объединяются попарно в некую кристаллическую структуру, при этом связанные с ними электроны перестают проводить ток. Проводимость может быть восстановлена, если приложить положительное ..
2013-03-21 1056 0 Технология
0
Созданы нановолокна с очень высокой производительностью
Исследователям из «CNRS» и Университета Страсбурга (Universite de Strasbourg), во главе с Nicolas Giuseppone и Бернард Дудин, удалось создать пластиковые волокна с высокой проводимостью, толщина которых составляет всего лишь несколько нанометров, сообщает «WordScience.org». Эти нановолокна, на которые «CNRS» подала ..
2012-04-26 1404 0 Технология
0
Ученые создали нановолокна, проводящие ток в цементе
Исследователи из Университета в Аликанте («University of Alicante»)разработали цементирующий материал, который объединяет углеродные нановолокна в своем составе, превращая таким образом цемент в проводник электричества. Это последний прогресс, разработанный и запатентованный американской исследовательской группой Департамента Гражданского Строительства («Civil ..
2013-07-31 1143 0 Технология
0
Ученые научились делать углеродное нановолокно из воздуха
В США ученые нашли способ создавать углеродные нановолокна с помощью переработки углекислого газа, который забирается прямо из воздуха. На конференции Американского химического общества разработку представил профессор Стюарт Лихт из Университета Джорджа Вашингтона. Система работает на солнечной энергии; через ..
2015-08-22 3275 0 Технология
2
Свойства графена зависят от материала его подложки
Исследователи из Массачусетского технологического института (США) установили, что графен, одноатомный слой углерода, химически и электрически проявляет в значительной степени не свои свойства, а свойства материала подложки, на которую он помещён. Из-за своей предельной тонкости графен применяется исключительно вместе с какой-либо ..
2012-08-15 1531 0 Технология
0
Физики собрали новый «графен» из атомов металлов
Ученые создали материал из оксидов переходных металлов, структура которого напоминает графен. Расположение молекул в виде сотовых ячеек придало материалу необычные физические свойства. Результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.Сверхрешетка была построена ..
2016-02-04 1221 0 Технология
-1
Создан искусственный атом из графена
Международная группа ученых из Австрии, Германии и Великобритании создала искусственный атом из графена. Результаты работы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Nano Letters.Искусственным атомом или квантовой точкой называется структура, внутри которой электроны находятся «в ловушке». Они могут ..
2016-08-24 5918 0 Технология
0
Ученые создали робо-мышцы сильнее человеческих
Если вдруг будет так называемое «Восстание машин» в нашей жизни, наши шансы на выживание будут ничтожными. Команда ученых из американского Министерства Национальной лаборатории Лоренса Беркли продемонстрировали совершенно новый тип роботизированных мышц, которые в 1000 раз сильнее человеческих ..
2013-12-25 1777 0 Технология
0
Из любой поверхности можно сделать солнечную батарею
Паста дешева в изготовлении, но по эффективности преобразования энергии, разумеется, серьёзно уступает обычным фотоэлектрическим панелям. Технология, разработанная под руководством Прашанта Камата из Центра нанотехнологий (NDnano) Университета Нотр-Дам, основана на квантовых точках — микроскопических фрагментах проводника или полупроводника, ..
2011-12-23 2392 0 Технология
0
Ученые предложили взрывать бактерии при помощи наночастиц
Физики и химики из Дании, Бразилии и США предложили новый способ уничтожения бактериальных клеток. По мнению специалистов, их можно взрывать с помощью специальных наночастиц. Результаты исследований авторов доступны в форме препринта в каталоге arXiv.org, а кратко с ними можно ознакомится на сайте ..
2014-09-04 1017 0 Технология
0
Солнечные батареи становятся все доступнее
Цена солнечных батарей на протяжении десятилетий медленно снижается. Похоже, что сегодня настроения сместились от простого улучшения к более чем двадцатилетней технологии, которая заключается в улавливании света молекулами красителя: подход, так и не завоевал популярности.Шагом вперед стал «один из важнейших прорывов ..
2012-06-19 1132 0 Технология
0
Получен управляемый температурой магнитный материал
Физики из Калифорнийского университета в Сан Диего разработали материал, чьи магнитные свойства сильно зависят от температуры. Описание материала ученые представили на конференции Американского физического общества в Денвере, кратко о нем пишет BBC News. Основой материала стали тонкопленочные никель и оксид ванадия. Последний, ..
2014-03-08 1060 0 Технология
0
Фотоэлемент впервые объединили в одно устройство с перезаряжаемым аккумулятором
Американские ученые впервые «скрестили» солнечный фотоэлемент с перезаряжаемым аккумулятором. О гибридном устройстве сообщается в журнале Nature Communications и в пресс-релизе Университета штата Огайо. Изобретение решает давнюю проблему солнечной энергетики: потери электроэнергии, связанные с перемещением электронов от фотоэлемента к внешней ..
2014-10-06 1031 0 Технология
0