Пиран Кидамби, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии, недавно опубликовал две статьи в ACS Applied Materials and Interfaces и ACS Nano , которые, соответственно, посвящены новому подходу к фильтрации наночастиц и изучению способов содействия декарбонизации транспорта.
Статья, опубликованная 29 августа 2022 года в ACS Applied Materials and Interfaces, посвящена разработке фильтров толщиной в один атом, которые удаляют наночастицы размером до 5 нм — примерно в 12 000 раз меньше человеческого волоса — из воздушных потоков. Такие фильтры могут включать приложения для защиты солдат и служб быстрого реагирования от биологических угроз. Фильтры также будут менее громоздкими, чем устройства, которые некоторые из этих людей используют в настоящее время.
Кидамби сказал, что нынешние фильтры HEGA (High Efficiency Gas Absorbment) в масках, которые часто используются солдатами и сотрудниками службы экстренной помощи, большие, громоздкие, пропускают ограниченный поток воздуха и могут напрягать шею человека во время длительной работы.
«Им также часто требуется дополнительная энергия, чтобы нагнетать воздух через фильтр, потому что он очень плотный», — сказал Кидамби. «Мы создаем максимально тонкие фильтры — всего один атом. Это обеспечивает лучший поток воздуха для воздухопроницаемости и охлаждения на основе пота, но при этом блокирует частицы размером до пяти нанометров, что намного меньше, чем у большинства вирусов или других биологических агентов».
В другой статье, опубликованной 6 октября 2022 года в ACS Nano , исследуются способы создания сверхтонких мембран толщиной в один атом для эффективной и более устойчивой транспортировки. Водород все чаще рассматривается как источник энергии, потому что при его сгорании в топливном элементе в атмосферу выбрасывается только вода, а не углекислый газ , как в автомобилях с бензиновым двигателем. Ученые считают, что чрезмерное количество углекислого газа в атмосфере является основной причиной глобального потепления и изменения климата.
Современные мембраны водородных топливных элементов допускают некоторую утечку водорода, что снижает эффективность топливных элементов. Исследование, опубликованное в ACS Nano , представляет новый подход к решению этой проблемы с использованием материала графена толщиной в один атом.
«Мы обнаружили, что замораживание протон-селективных дефектов масштаба Ангстрема в пленках графена толщиной в один атом может позволить создать мембраны топливных элементов следующего поколения», — сказала аспирант междисциплинарного материаловедения Николь Мёринг, первый автор статьи. «Укладка двух таких слоев почти устранила утечку водорода по сравнению с обычными мембранами топливных элементов . Мы считаем, что наша технология предлагает новые решения некоторых постоянных проблем в этой области технологий».
