محقق ایرانی و برنده جایزه نوبل یون‌های آب را حذف می‌کنند

کانال 2 بعدی حذف کامل یون ها
0 1

کانال 2 بعدی حذف کامل یون ها

دکتر علی اسفندیار، عضو هیات علمی دانشگاه شریف با همکاری یک گروه به سرپرستی آندره گایم، موفق به ساخت کانال های دوبعدی شند که قادر است صد در صد یون ها را حذف کند. این کانال یونی مصنوعی می تواند به طور کامل یون ها را از مواد سیال جدا کند. آندره گایم برنده جایزه نوبل فیزیک و محقق دانشگاه منچستر انگلستان است. نتایج این پروژه در مقاله ای با عنوان حذف کامل جریان یونی و ترابرد پروتونی در تک لایه دو بعدی آب به چاپ رسیده است.

علی اسفندیاری از سال 2015 تا 2017 در دانشگاه منچستر و موسسه ملی گرافن، به عنوان پژوهشگر و محقق پسادکتری فعالیت داشته است. وی همچنین با بازگشت به ایران و اخذ سمت استادیاری در صنعتی شریف، به همکاری خود در انجام و توسعه پروژه ها با این گروه ادامه داد.

محققان در پروژه ساخت کانال های 2 بعدی حذف یون، به دنبال چه نتایجی بودند؟

  • بلور دو بعدی روی هم و ایجاد یک شکاف آنگسترومی میان آن ها
  • امکان ترابرد مولکولی از کانال مصنوعی یونی
  • واکنش یون ها که اندازه ای بیشتر از 6 آنگستروم دارند، با کانال های دو بعدی تولید شده با ابعاد 4 آنگستروم

در این پروژه محققان توانستند کانال هایی با قطر 4 آنگستروم تولید کنند که برای جداسازی یون ها مورد استفاده قرار می گیرد. شکاف ساخته شده توسط این محققان، کوچکترین شکافی است که بشر تا به حال قادر به تولید آن در آزمایشگاه بوده است. حال حذف کامل یون ها، با تولید این کانال ها امکان پذیر شده است.

این محققان نشان دادند پروتون با جهش از آب به دام افتاده در این کانال های دو بعدی عبور می کند. این پروژه به فهم چگونگی ترابرد کمک خواهد کرد. همچنین با رسیدن قطر این کانال ها به کمتر از یک نانومتر، محققان شاهد واکنش ها و تعاملات جالب بین کانال های دو بعدی حذف یون و مواد عبوری بودند. از جمله شاخصه ها و دستاورد های عظیم این پروژه ورود و حرکت در مسیر فناوری آنگستروم و مقیاس اتمی بوده است.

اهداف آینده این پروژه

  • افزایش سرعت عبور آب
  • جداسازی ایزوتوپ‌های مختلف با کانال یونی مصنوعی
  • بهبود فناوری به طوری که تمام یون ها حذف و تنها آب عبور داده شود
  • تحقیقات تکمیلی جهت تجاری سازی این محصول

موارد کاربرد کانال های 2 بعدی حذف کامل یون ها

  • حوزه سلول های عصبی و فهم سازوکار ترابرد انتخابی یون ها از کانال های یونی سدیم و پتاسیم
  • حوزه آب، نمک زدایی، شیرین سازی و فیلتراسیون آب
  • حوزه های باتری سازی و ابرخازن ها که عبور یون ها در کارکرد محصولات اثرات فراوانی خواهد داشت

نتایج این تحقیقات در قالب مقاله ای مقاله ای با عنوان Complete steric exclusion of ions and proton transport through confined monolayer water در نشریه Science به چاپ رسیده که شما مخاطبان بیولند می توانید مقاله مذکور را اینجا مشاهده کنید.

منبع:

yon.ir/bio78

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.