Para peneliti yang dipimpin oleh tim di University of Waterloo telah mengembangkan cara untuk membuat tetesan kecil satu cairan di dalam cairan lain tanpa mencampur keduanya.
Dikenal sebagai Templating tetesanteknik ini memungkinkan pembuatan kelas baru bahan lunak berbasis nanopartikel dengan aplikasi potensial dalam penangkapan karbon dan pengolahan air limbah.
Prosesnya melibatkan perakitan dan macet nanopartikel ke permukaan tetesan berbasis berair, membentuk cangkang luar yang kuat yang membuat setiap tetesan tetap utuh dan berbeda. Tetesan yang dilapisi ini kemudian dapat diisi dengan berbagai macam nanopartikel dan dikeringkan untuk membentuk manik -manik aergel yang ringan dan berpori.
“Teknik ini memungkinkan para peneliti untuk membuat aerogel hibrida dengan mengisi setiap tetesan atau manik -manik dengan bahan nano spesifik untuk berbagai penggunaan yang ditargetkan,” kata Dr. Milad Kamkar, seorang profesor di Departemen Teknik Kimia Waterloo.
“Para peneliti sekarang dapat mengendalikan tidak hanya komposisi tetapi juga di mana setiap tetesan diatur dalam cairan, pada dasarnya membuat tetesan dan bahan lunak yang dihasilkan dan aerogels dapat diprogram.”
Kamkar menambahkan bahwa proses templating tetesan dapat berdampak signifikan pada pengolahan air limbah. Manik -manik airgel dapat dimuat dengan nanopartikel yang berbeda, masing -masing menargetkan kontaminan spesifik, dan dikemas secara strategis dalam kolom untuk mengoptimalkan pengolahan saat air limbah mengalir melaluinya.
Dalam perjuangan melawan perubahan iklim, manik-manik airgel dapat diresapi dengan kerangka kerja logam-organik dan bahan fungsional lainnya untuk menangkap karbon dioksida dari udara. Aplikasi potensial juga mencakup sensor, elektronik dan industri kedirgantaraan.
“Teknik ini memungkinkan para peneliti untuk membuat aerogel berlapis, gradien atau campuran, membuka kemungkinan baru untuk merancang bahan multifungsi,” kata Kamkar, yang juga direktur Lab Desain Bahan Multiskale. “Para ilmuwan sekarang dapat mengontrol lokasi komponen dan nanomaterial yang tepat.”
Kasing penggunaan potensial lainnya untuk templating tetesan adalah melindungi terhadap gelombang elektromagnetik, yang dapat mengganggu peralatan sensitif. Manik -manik airgel yang diisi dengan bahan nano magnetik dan konduktif dapat ditempatkan secara strategis di gedung -gedung seperti rumah sakit untuk melindungi pasien dan peralatan dari gangguan elektromagnetik.
“Di dunia modern, kita terus dikelilingi oleh gelombang elektromagnetik dari elektronik seperti ponsel, laptop dan Wi-Fi, yang dapat secara negatif mempengaruhi kinerja peralatan sensitif,” kata Kamkar.
“Gelombang ini juga dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius, seperti kanker. Menghapus polusi yang tidak terlihat dari lingkungan kita adalah tantangan besar, dan manik -manik airgel ini dapat membantu mengatasinya.”
Kamkar dan tim Waterloo berkolaborasi dalam penelitian ini dengan para peneliti di University of British Columbia dan Universitas Drexel di Philadelphia.
Sebuah kertas tentang pekerjaan mereka, bahan lunak yang menarik tetesan menjadi aerogel berbasis manik terstruktur dengan konfigurasi yang terkotak atau dilas, baru-baru ini muncul di Cakrawala material.
Gambar Kedua: Tetesan yang ditangguhkan di atas lapisan antarmuka nanopartikel (CNC) yang dihasilkan. Fase atas adalah heksana-pos, dan fase bawah adalah suspensi CNC. (University of Waterloo)
Fitur Gambar: Dr. Milad Kamkar, seorang profesor di Departemen Teknik Kimia Waterloo, difoto di laboratoriumnya di mana ia mengembangkan teknologi tetesan yang dapat berisi satu cairan di dalam yang lain. (University of Waterloo)
