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 2641 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 1674 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 2099 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 3992 0 Технология
2
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 1675 0 Технология
0
Создана ткань, очищающаяся на солнце
Одежда из модифицированного хлопка самостоятельно избавится от грязи и продезинфицирует себя под действием видимого света. Представьте, что испачканную одежду не нужно стирать: достаточно вывесить её на балкон и подождать, пока выглянет солнце. Китайские учёные Минцэ Лун из Шанхайского университета Цзяо Тун и Дэюн У из Хубэйского ..
2011-12-17 1823 0 Технология
0
Золотые нановолокна интегрируют в клетки тканей сердца
В результате сердечного приступа, тканям сердца наносится непоправимый ущерб. Поскольку клетки сердца не могут размножаться и в сердечной мышце есть стволовые клетки, ткани не в состоянии восстановить себя, они становятся фиброзными и не могут сокращаться, сообщает telegrafist.net. В поисках инновационных методов ..
2013-07-19 1454 0 Технология
0
Титановые нанотрубки готовы к использованию
Нанопористые материалы, такие как силикагель или оксид алюминия, востребованы в самых разных отраслях, не обладая при этом какими-то особыми талантами, вроде проводимости или светочувствительности. Оксид алюминия — типичный изолятор, а для создания, например, эффективных солнечных батарей необходим полупроводник, ..
2012-11-2 2903 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 1540 0 Технология
0
Ученые изобрели прозрачную бумагу
Сотрудники компаний Oji Holdings и Mitsubishi Chemical Corp из Японии смогли разработать образцы бесцветной бумаги, которая имеет практически такой же внешний вид, как стандартный полиэтилен, информируют местные средства массовой информации. Вес квадратного метра наиболее легкого листа ..
2013-03-23 1489 0 Технология
0
Ученые ТГУ создали браслет, который безболезненно вводит инсулин
Специалисты из Томского государственного университета разработали новый способ введения пациенту инсулина через специальный браслет. Ученых, создавших технологию, наградили золотой медалью на 64-м Всемирном Салоне инноваций «Брюссель — Иннова/Эврика — 2015». Новый метод ..
2015-12-02 1781 0 Технология
0
Ученые создали новый вид полимера
Ученые из американского университета Duke University создали необычный полимер, который практически невозможно разрушить. Исследования ученых показали, что созданный ими полимер способен восстанавливаться при разрушении и износе. Сам полимер, при воздействии на него, просто меняет свою структуру и физические свойства. ..
2013-08-6 2825 0 Технология
-1
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 2221 0 Технология
0
Немцы создали световой переключатель из одной молекулы
Физикам из Германии удалось использовать свет для управления свойствами молекулы. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Advanced Science, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Констанцского университета. Физики создали световой переключатель из одной молекулы. Она связывает два золотых ..
2015-04-21 1766 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 1699 0 Технология
-1