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掺杂埃洛石纳米管和含氧多金属氧酸盐的多孔聚合物膜
在此情况下，我们最近建议使用四钌取代的多金属氧酸盐 (POM) Na 10 [Ru IV 4 ( β -OH) 2 ( µ -O) 4 (H 2 O) 4 ( γ -SiW 10 O 36 ) 2 ] (Ru 4 POM)，它作为聚合物膜的防污剂表现出独特的行为。[3,4] POM 是 Mo、W 和 V 等金属的最高氧化态下的过渡金属氧化物。它们具有广泛的结构拓扑和多功能的化学和物理特性，特别是在催化应用方面[5]，并且可以集成到广泛的功能支架 [6] 和薄膜中。[7] Ru 4 POM 具有突出的氧活性，这可以在水氧化过程中观察到[8]，以及 H 2 O 2 催化歧化为 H 2 O 和 O 2 的过程中。 [9] 后一种过程很容易实现，不需要使用外部光/电触发器，也不需要调节 pH 值或温度，因此，只要将 Ru 4 POM 集成到小型设备或膜中，就可以很容易地利用它产生氧气泡。[10] 这些代表了一种有用的机械剂，有助于去除不可逆的污垢颗粒，也就是那些对传统膜清洗有抵抗力的颗粒，这些颗粒会堵塞膜孔并使其重复使用更加困难。在将 POM 嵌入聚合物基质的可能策略中[11]，我们之前已经利用了所谓的表面活性剂包覆 POM（SEP）[12]，通过反阳离子交换，旨在用长的两亲性四烷基铵链取代钠阳离子。具体来说，i）二甲基十八烷基铵 (DODA) 用于促进 Ru4 POM 在 CHCl3 中的溶解度，并允许与聚醚醚酮 (PEEK-WC) 形成合适的聚合物共混物；[3] ii）可聚合阳离子丙烯酰氧十一烷基三乙基铵 (AUTEA) 用作 POM 反离子和可聚合双连续微乳液 (PBM) 的组分，后者用作多孔聚醚砜 (PES) 膜表面的功能涂层。 [4] 然而，尽管具有良好的自清洁性能，尤其是对于后一种系统，但用于制备这些 SEP 的阳离子仍然很昂贵。在此，我们探索了使用埃洛石纳米管 (HNT) 作为支架，从而为该领域提供不同的视角
用于水处理和再利用的先进（纳米）材料、膜和制造
虚拟（3 月 22 日）；上午 10 点至下午 2 点，Zoom Room 10；下午 3 点至 7 点，Zoom Room 9 海报：3 月 23 日，晚上 7 点至 9 点；现场（圣地亚哥会议中心 C 展厅）和虚拟（虚拟会议室）
由DNA折纸膜制成的自组装细胞尺度容器
DNA折纸为精确定义的分子纳米结构的序列可编程生成具有100 nm的大小提供了一种方法。该领域的一个新边界是由DNA折纸亚基制成的上层建筑，它需要除了用于DNA折纸本身的策略。当前方法面临的挑战包括结构和脱离目标组装的复杂性，成本和开发时间的增加。在这里，我们证明了如何受到脂质的结构和相互作用的辐射对称折纸亚基，该脂质的结构和相互作用组织成巨大的DNA折纸单层膜，这些膜可以被读取以形成囊泡或空心管，直径为100 nm至100 nm至1 µm。DNA折纸膜是一种空前的隔室化方法，为自下而上的生物学和细胞尺度软机器人技术打开了新的可能性。
srtio3膜中的高度限制的Epsilon-near-near-Zero和表面声子polariton
最近的理论研究表明，过渡金属钙钛矿氧化物膜可以在红外范围内启用表面声子极化子，而低损失和比散装crys-thals的次波长更强。到目前为止，尚未在实验上观察到这种模式。Here, using a combination of far- fi eld Fourier-transform infrared (FTIR) spec- troscopy and near- fi eld synchrotron infrared nanospectroscopy (SINS) ima- ging, we study the phonon polaritons in a 100 nm thick freestanding crystalline membrane of SrTiO 3 transferred on metallic and dielectric sub- strates.我们观察到一种对称 - 抗对称模式的分裂，从而产生了Epsilon-near-Zero和Berreman模式，以及高度构型（以10倍）传播声子偏振子，这两者都是由膜的深度亚波厚度造成的。基于分析有限二极管模型和数值差异方法的理论建模充分证实了实验结果。我们的工作揭示了氧化物膜作为红外光子学和偏光元素的有前途的平台的潜力。
DNA甲基化与转录噪声相关，响应于东部牡蛎（Crassostrea virginica）的PCO2升高
抽象分子模拟扩展了我们学习生物分子相互作用的能力。由具有不同理化特性的不同脂质组成的生物膜是参与细胞功能的高度动态环境。蛋白质，核酸，聚糖和生物兼容的聚合物是细胞质和脂质膜界面中细胞过程的机械。脂质物种直接调节膜特性，并影响其他生物分子的相互作用和功能。天然分子扩散会导致局部脂质分布的变化，从而影响膜特性。将生物物理和结构膜和生物聚合物的特性投射到二维平面可能是有益的，可以在降低的尺寸空间中量化分子特征，以识别感兴趣界面的相关相互作用，即膜表面或生物聚合物表面接口。在这里，我们提出了一个工具箱，旨在将膜和生物聚合物特性投射到二维平面上，以表征脂质 - 脂质与脂质聚合物接口之间的相互作用模式和空间相关模式。该工具箱包含两个使用MDakits体系结构实施的枢纽，一个用于膜，一个用于生物聚合物，可以独立或一起使用。三个案例研究证明了工具箱在GitHub中具有详细教程的多功能性。该工具箱和教程将定期更新其他功能和决议，以扩展我们对生物分子在二维中的结构 - 功能关系的理解。
在生产膜蒸馏的防染色膜中的2D材料喷涂涂层
带有2D材料的膜表面涂层已显示出用于水处理应用的防婚特性。但是，目前基于真空过滤的合成方法不容易缩放。本研究描述了一种可扩展的方法，可用于涂层膜，包括氧化石墨烯（GO），六边形硝酸氢硼（HBN），二硫化钼（MOS 2）和二硫化钨（WS 2）。使用含氧剂将含有每类2D薄片的异丙基醇溶液喷涂到商业聚偏氟化物（PVDF）上。纳米材料用聚多巴胺（PDA）作为一个可以轻松地集成到可扩展的滚动过程中的方法中的交联。使用扫描电子显微镜，原子力显微镜，接触角，拉伸强度测量和傅立叶转换红外光谱法评估了形态，表面粗糙度，疏水性，机械耐用性和化学组成的变化。在72 h的膜蒸馏（MD）实验中测试了2D纳米材料涂层的膜，并将其与原始的PVDF和PDA/PVDF膜进行了比较。使用高浓度的腐殖酸（150 ppm）和石蜡油（200 ppm）的盐排斥和MD性能稳定性评估，从而模拟了从油气萃取中模拟简单的有机废水。通量下降比以每小时渗透率损失百分比（％/h）来衡量，以便将来与不同的实验时间进行比较。所有膜的盐分排斥很高（> 99.9％）。原始的PVDF膜在10小时后因结垢而导致孔隙润湿失败，而PDA/PVDF膜的通量下降率最大（0.3％/小时）。涂有GO和HBN的膜的通量下降比较低（分别为0.0021±0.005和0.028±0.01％/h）。Go涂层的膜是唯一能够治疗含有表面活性剂和含有污垢的饲料的膜类型。改进的性能归因于表面粗糙度和疏水性的降低，这降低了污垢表面上的污垢吸附。这项工作显示了一种可延展的可扩展方法来克服MD中的犯规限制。
基于纤维素和大豆蛋白质膜的可持续锂离子电池分离器
食品工业生产数百万吨的自然副产品。通过这项研究，我们遵循了一种使用丢弃的环境友好的策略，例如来自琼脂工业的大豆生产和海洋纤维素（Cell）的大豆蛋白分离株（SPI），以实现附加的价值应用。特别是，这项工作着重于基于大豆蛋白和纤维素的膜的发展，以及它们作为电池分离器膜朝着可持续储能系统的验证。基于物理相互作用，带有细胞的SPI膜与电解质显示出极好的兼容性。这些物理相互作用有利于膜的肿胀，在液体电解质中三天后达到1000％的肿胀值。膜的热稳定至180°C。经过液体电解质的约束后，观察到膜的微结构变化，但要保持多孔结构，而材料则易于处理。阴极半细胞中的离子电导率值，锂转移数量和电池性能分别为1C速率的5.8 ms.cm - 1、0.77和112 mAh.g-1。总体而言，考虑到环境精神问题和循环经济，可以证明可以根据废料获得更可持续的高性能锂离子电池。
在锂提取中精确离子筛分的聚酰胺膜互层的纳米形态发生
纳米过滤（NF）提供了一种可扩展且节能的方法，用于从盐湖中提取锂。然而，由于其水合离子半径的紧密相似性，锂与镁的选择性分离，尤其是在镁浓度高的盐水中，仍然是一个重大挑战。有限的LI + / mg 2 +当前NF膜的选择性主要归因于对孔径和表面电荷的控制不足。在这项研究中，我们报告了结合功能化的磺化carge胶以调节界面聚合过程的层间薄膜复合材料（ITFC）膜的发展。该集成的层间在控制胺基单体的扩散和空间分布中起着至关重要的作用，从而导致形成致密的纳米条纹聚酰胺网络。与常规的TFC膜相比，这些结构改进，包括精致的孔径和减少负电荷可显着提高LI + /Mg 2 +选择性（133.5）和渗透率增加2.5倍。此外，纳米条纹结构优化了膜过滤区域，同时最大程度地降低了离子传输抗性，从而有效克服了离子选择性和渗透性之间的传统权衡。这项研究强调了ITFC膜在达到高锂纯度和恢复的潜力，为大规模从盐水中提取大规模锂的途径有前途的途径。
伽马射线的janus电纺纳米纤维膜用于脱盐和核废水处理
这项研究介绍了使用乙烯基氟化物（PVDF）和基于聚合物的聚合物（PES，硫酸PE，硫酸PE，硫酸PES，PE，pes，pes，pes，pes）聚合物的双层型纳米纤维膜（DL-ENMS（DL-ENMS）（PES）。用单层电纺纳米纤维膜（SL-ENM）进行了比较分析，总厚度约为375μm。使用饲料溶液，包括氯化钠，硝酸钠和模拟的核废水（SNWW），评估了通过直接接触膜蒸馏（DCMD）和空气间隙膜蒸馏器（AGMD）技术进行脱盐和放射性核素去污染的DL-ENMS的性能。结果表明，DL-ENM，尤其是掺入基于PES的基于PES的亲水性层的DL-Enms表现出较高的渗透通量，在DCMD中使用NACL和NANO 3的水溶液在DCMD中达到72.72 kg/m 2。h和73.27 kg/m 2。 2。H分别在DCMD和AGMD中使用SNWW的水性进料溶液。SL-Enms和DL-Enms均表现出较高的排斥效率和饲料溶液的净化因子（> 99.9％）。此外，准备好的ENM暴露于伽马辐射中，以评估其在现实生活中的适用性。辐射的结果表明，伽马辐射对PVDF氟含量的负面影响，这可能是将PVDF用作疏水材料通过膜蒸馏将核废水衰减的关键点。