强烈的电鱼连续将代谢能量转化为离子选择性膜的电势差。1,2具有此能力的可植入人造电器器官的制造将需要宏观,稳定,自我修复,流体和能量转化的膜。这里提出的工作引入了一种自组装策略,以准备满足所有这些标准的人造膜。该策略使用水性两相系统的界面来模板并稳定具有可扩展区域的分子薄(〜35 nm)平面块聚合物双层双层分子的形成,这些双层均可能超过10平方米,而没有缺陷。这些膜具有自我修复的能力及其屏障功能,以与离子(〜1mcm2)相匹配磷脂膜的能力。这些膜的流动性可以通过分子载体来直接功能化,该分子载体将钾离子沿浓度梯度沿钠离子降低了浓度梯度。与技术膜的电荷选择性相反,这种生物启发的离子 - 选择性使得在膜上建立电势差,以将等效浓度的NaCl和KCl分离溶液。我们通过与互连的流体储层构造台式原型人造器官来证明适用性,其电压增加了60 mV,每增加一个离子选择性膜串联。
生物纳米孔是在单分子水平上检测生物分子的强大工具,使它们成为生物样品的传感器。然而,在存在生物液的情况下,纳米孔居住的脂质膜可能不稳定。在这里,用两亲聚合物PMOXA-PDMS-PMOXA和PBD-PEO形成的膜被测试为纳米孔传感的潜在替代方法。我们证明,聚合物膜可以具有增加对应用电位和高浓度的人血清的稳定性,但是稳定的广泛生物纳米孔的插入最常受到损害。另外,杂种聚合物脂质膜包含PBD 11 PEO 8和DPHPC的1:1 W/W混合物,在为所有经过测试的纳米孔创造合适的环境时,表现出较高的电气和生化稳定性。分析物(例如蛋白质,DNA和糖)有效采样,表明在杂化膜中,纳米孔显示出类似天然的特性。分子动力学模拟表明,脂质形成了由聚合物基质散布的12 nm结构域。纳米孔被分配到这些脂质纳米域和隔离的脂质中,可能具有与天然双层中相同的结合强度。这项工作表明,在[PBD 11 PEO 8 + DPHPC]膜中使用纳米孔进行的单分子分析是可行的,并且在人血清存在下呈现稳定的记录。这些结果为新型纳米孔生物传感器铺平了道路。
工业过程(包括石油化工、纺织、皮革和钢铁加工)每天都会产生大量含油废水。这种废水对环境构成了巨大挑战,工业界采用多种方法将水与油分离,包括吸油材料、重力分离、絮凝和凝结。然而,这些方法在分离油滴小于 20 µm 的油水乳剂时无效,并且在加入化学品或使用电场时效果不佳。膜过滤是处理此类乳剂(尤其是表面活性剂稳定的乳剂)的最佳策略之一,因为它们通过简单的过滤过程产生高纯度的水渗透物,并且可以在大型工业规模上多次清洗和重复使用。本次演讲将概述卡塔尔大学与南密西西比大学合作开发和测试的新型聚苯乙烯基共聚物膜。新开发的膜在紧密乳化液中将油与水分离方面表现出显著的增强效果,同时在五次运行中表现出极高的抗污性,而商用膜仅在两次乳化液运行中就会被污染。演讲将概述膜在清洗和重复使用周期后的油去除效率、化学、形态和机械稳定性。最后,使用合成油水和现场样品以及卡塔尔石油和天然气公司的测试方案对膜进行了测试。
