青岛能源所构筑仿生氮化碳膜实现高选择性锂镁分离

自然界中,生物离子通道能够保证特定离子的高选择性跨膜转运。受生物离子通道启发,中国科学院青岛生物能源与过程研究所仿生能源界面技术研究中心研究员刘健和高军基于结晶和无定形同源氮化碳材料,构筑了具有埃级尺寸通道的仿生氮化碳膜,实现了高选择性的锂镁分离。相关研究成果以Congener-welded crystalline carbon nitride membrane for robust and highly selective Li/Mg separation为题发表在《科学进展》(Science Advances)上。该团队制备了具有埃级孔的结晶型氮化碳,经超声剥离、真空抽滤得到结晶氮化碳纳米片膜,进一步利用congener welding策略在其表面沉积无定形氮化碳,得到界面接触紧密且相容性高的晶体/聚合物复合膜。得益于聚三嗪酰亚胺均匀、窄的孔隙及孔道内丰富的离子结合位点,复合膜在锂镁分离中表现出色,可从高浓度Mg2+中筛出极......阅读全文

青岛能源所构筑仿生氮化碳膜实现高选择性锂镁分离

自然界中,生物离子通道能够保证特定离子的高选择性跨膜转运。受生物离子通道启发,中国科学院青岛生物能源与过程研究所仿生能源界面技术研究中心研究员刘健和高军基于结晶和无定形同源氮化碳材料,构筑了具有埃级尺寸通道的仿生氮化碳膜,实现了高选择性的锂镁分离。相关研究成果以Congener-welded cry

仿生粘合有机框架膜,海水纯化新方法

99.9% 用这种方法制备的COF膜用于渗透蒸发脱盐,处理重量百分比为3.5的氯化钠水溶液,水通量可达每小时267千克/平方米,为市面上传统高分子膜4—10倍,脱盐率达99.9%。同时,COF膜表现出良好的抗污染能力和长期稳定性,盐浓度适用范围广,展现出很强的适用性。 我们生活在一颗蓝色的星

仿生复合膜-或成航天器防护“新装”

  科技日报讯 (记者吴长锋)记者11月29日从中国科学技术大学了解到,该校俞书宏院士团队受天然珍珠母“砖—泥”层状结构的启发,研制出一种新型航天器外层防护材料——聚酰亚胺—纳米云母复合膜。这种新材料由于采用了独特的仿生设计,其力学性能和空间极端环境耐受性均得到显著提升,有望取代现有的聚酰亚胺基复合

仿生人工跨膜信号转导研究获进展

  近日,华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心教授包春燕课题组利用折叠体的可控构象改变,设计合成了一种新型人工跨膜信号转导受体分子,该受体分子在插入磷脂膜后可通过加入不同信号分子,实现可逆的折叠和解折叠的跨膜构象改变,进而调控膜另一侧催化水解反应的开启和关闭,实现可控跨膜

仿生叶“吃”二氧化碳“吐”生物燃料

  美国哈佛大学的研究小组开发出一种人工仿生叶,据称该装置能“吃”进二氧化碳产出生物乙醇,效率比自然光合作用高出10倍。如果得以推广,将能在一定程度上缓解全球变暖和能源短缺问题。  无论是一片树叶、一棵小草,还是单个藻类细胞,都能够通过光合作用,在阳光下把水和二氧化碳转化为有机物并释放出氧气。如今,

仿生膜催化流动合成β受体阻滞剂研究获进展

β-受体阻滞剂是重要的药物分子,广泛应用于治疗高血压、心绞痛、心律失常等心血管疾病。以普萘洛尔合成为例,萘基缩水甘油醚与异丙胺的开环反应是常见的合成策略。但是,现有催化体系普遍存在反应时间长、转化率低、存在副产物及分离纯化困难等问题。因此,开发高效且绿色的催化合成方法,在室温条件下实现快速、高效的普

哈佛大学开发出类似眼泪的液体膜仿生材料

  日前,哈佛大学的研究人员从泪水中获得灵感,设计出一种透明度和润湿性功能可自我调节的液体膜仿生材料。这个系统的美妙之处就是它的适应性及多功能。该研究成果在线刊登在最新一期的《自然·材料》杂志上。   这种新材料的灵感是受动态的、自我恢复的自然系统——覆盖眼睛的液体薄膜的启发。眼泪连接起

利用仿生分级多孔膜实现高效海水提铀方面取得进展

海水中铀的蕴藏量超40亿吨,相当于陆地铀矿储量的一千倍,从海水中有效提取铀将助力我国核工程领域长久发展。然而,由于海水中的铀浓度相对较低(~3.3 ppb),因此,开发出选择性好、吸附容量高、可重复使用的海水提铀吸附剂尤为重要。    固有微孔聚合物因其高比表面积与丰富的吸附位点在吸附领域具有广阔前

中国科大研制出用于太空防护的仿生纳米复合膜

  聚酰亚胺薄膜因其优异的力学性能、绝佳的热稳定性和突出的耐化学性,成为太空探测器“防护服”的优异材料。然而,与其他碳氢聚合物一样,聚酰亚胺材料在太空环境中也易受到原子氧的攻击,导致其物理和力学性能急剧下降。目前,针对这一问题尚无较好的解决手段。此外,宇宙射线辐射和空间碎片撞击等极端环境也对其稳定性

中国科大研制出用于太空防护的仿生纳米复合膜

聚酰亚胺薄膜因其优异的力学性能、绝佳的热稳定性和突出的耐化学性,成为太空探测器“防护服”的优异材料。然而,与其他碳氢聚合物一样,聚酰亚胺材料在太空环境中也易受到原子氧的攻击,导致其物理和力学性能急剧下降。目前,针对这一问题尚无较好的解决手段。此外,宇宙射线辐射和空间碎片撞击等极端环境也对其稳定性提出

理化所仿生光控分子马达用于跨膜物质传递研究获进展

  在自然界中,细胞新陈代谢的维持和调节大多是通过跨膜传递蛋白来实现,比如,离子通道和离子泵能够调节细胞内外的离子或者分子的跨膜传输。研究学习模仿这些生物机器和生物马达一直是科学家们追逐的热点。虽然科学家们制备了不同的人工分子机器和人工纳米通道,但是要实现如生物分子机器或者生物分子马达那样精细调控的

“膜法”让高浓度氨氮污水变清流

   经过120小时的连续运行,由中科院大连化物所联合南京碧盾新膜技术有限公司、攀枝花碧源科技有限公司共同完成的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜接触器技术,日前成功应用在提钒废水中的高浓度氨氮脱除处理项目,这是国际首次将新型膜技术成功应用在提钒工业领域的废水处理中。  现场运行数据显示,经过处理后的

“膜法”让高浓度氨氮污水变清流

  经过120小时的连续运行,由中科院大连化物所联合南京碧盾新膜技术有限公司、攀枝花碧源科技有限公司共同完成的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜接触器技术,日前成功应用在提钒废水中的高浓度氨氮脱除处理项目,这是国际首次将新型膜技术成功应用在提钒工业领域的废水处理中。提钒废水中的高浓度氨氮脱除处理装置 

利用仿生分级多孔膜实现高效海水提铀方面的研究进展

  海水中铀的蕴藏量超40亿吨,相当于陆地铀矿储量的一千倍,从海水中有效提取铀将助力我国核工程领域长久发展。然而,由于海水中的铀浓度相对较低(~3.3 ppb),因此,开发出选择性好、吸附容量高、可重复使用的海水提铀吸附剂尤为重要。  固有微孔聚合物因其高比表面积与丰富的吸附位点在吸附领域具有广阔前

T-cell膜仿生纳米药物人造靶点和免疫识别双导向治疗肿瘤

  近日,由中国科学院深圳先进技术研究院研究员蔡林涛领衔的纳米医学研究小组,在人造靶点和免疫靶点双导向治疗肿瘤方面取得新突破,相关论文《T细胞膜仿生纳米药物通过生物正交靶向与免疫识别增强肿瘤光热治疗》(T Cell Membrane Mimicking Nanoparticles with Bioo

仿生材料

由于超疏水材料,特别是表面改性后仿生材料(仿荷叶超疏水或仿壁虎钢毛结构超亲水材料)的接触角的表征因结构的特殊性,测试起来特别困难。现有的理论通常基于Wenzel和Cassie模型。这些理论为我们的分析奠定了一定的基础,而实际应用于本征接触角的表征计算时难度相当大。有一些科研人员力图通过分析表面粗糙度

理化所等在仿生限域膜催化流动化学合成研究中获进展

阿司匹林(乙酰水杨酸)是一种有百年历史的解热、镇痛抗炎药。目前,阿司匹林主要通过O-乙酰化反应制备。常用催化剂包括浓硫酸等酸性化合物和吡啶等碱性化合物,它们催化O-乙酰化反应所需的反应温度较高,难以完全转化并易造成环境污染。生物酶催化剂得益于酶分子通道的限域作用,使其可以实现低能耗、高转化率、高选择

理化所在仿生限域膜催化流动手性合成方面取得新进展

生物酶催化剂得益于酶分子通道的限域作用,使其可以实现低能耗、高转化率、高选择性、快速反应的化学合成。通过学习酶分子通道的结构,研究人员发展出了一系列纳米多孔材料作为纳米限域催化剂,可以降低反应温度并提高反应效率,但要实现接近酶催化的反应性能仍然是一个挑战。2018年,理化所江雷院士提出了“量子限域超

闻利平课题组利用仿生分级多孔膜实现高效海水提铀

  海水中铀的蕴藏量超40亿吨,相当于陆地铀矿储量的一千倍,从海水中有效提取铀将助力我国核工程领域长久发展。然而,由于海水中的铀浓度相对较低(~3.3 ppb),因此,开发出选择性好、吸附容量高、可重复使用的海水提铀吸附剂尤为重要。  固有微孔聚合物因其高比表面积与丰富的吸附位点在吸附领域具有广阔前

理化所等在仿生限域膜催化流动化学合成研究中获进展

  阿司匹林(乙酰水杨酸)是一种有百年历史的解热、镇痛抗炎药。目前,阿司匹林主要通过O-乙酰化反应制备。常用催化剂包括浓硫酸等酸性化合物和吡啶等碱性化合物,它们催化O-乙酰化反应所需的反应温度较高,难以完全转化并易造成环境污染。生物酶催化剂得益于酶分子通道的限域作用,使其可以实现低能耗、高转化率、高

理化所可控合成氮缺陷石墨相氮化碳光催化材料

  石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种新型的非金属光催化材料,在可见光范围内具有一定的光吸收,同时还具有很好的热稳定性、化学稳定性和光稳定性,被广泛应用于光催化产氢、水氧化、有机物降解、光合成以及二氧化碳还原等。  中国科学院理化技术研究所研究员张铁锐团队多年来集中纳米材料的可控设计以及光电催化性能

三菱丽阳利用仿生学制模成形推出防反射膜“蛾眼薄膜”

  三菱丽阳最近开始全面销售防反射膜“蛾眼薄膜”。以往防反射膜的光透射率只有92%,而蛾眼薄膜则达到了99%以上。除可用作显示器等的防反射膜之外,贴到太阳能电池面板上时,还有望减少太阳光的反射光,提高转换效率。   蛾眼薄膜在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面用光硬化性树脂(光聚合物)规则地形

移动床生物膜反应器脱氮试验研究

(1)LAS去除效果正式运行期间进水LAS浓度为0.12~1.68mg/L,平均浓度为0.71mg/L,反应器对LAS的去除效果,进水LAS浓度波动较大,而出水却相当稳定,出水LAS浓度在0.02~0.36mg/L之间,平均出水浓度为0.14mg/L,说明移动床生物膜反应器对LAS具有良好的处理效能

新型渗透膜利用湿度差捕获二氧化碳

  据最新一期《自然·能源》杂志报道,来自英国和新西兰的国际研究团队开发出一种新型膜技术,能够有效利用湿度差捕获二氧化碳(CO2)。这种直接空气捕获技术为实现气候目标提供了极具前景的解决方案。  分离过程深刻影响着现代生活的方方面面。从人们吃的食物、药物,到汽车中的燃料或电池,人们使用的大多数产品都

新型渗透膜利用湿度差捕获二氧化碳

科技日报讯 (记者张佳欣)据最新一期《自然·能源》杂志报道,来自英国和新西兰的国际研究团队开发出一种新型膜技术,能够有效利用湿度差捕获二氧化碳(CO2)。这种直接空气捕获技术为实现气候目标提供了极具前景的解决方案。分离过程深刻影响着现代生活的方方面面。从人们吃的食物、药物,到汽车中的燃料或电池,人们

兰州化物所研发加固仿生自清洁硅基仿生材料

  出淤泥而不染的荷叶,捕虫高手猪笼草,科学家们研究仿生,利用自然界赋予的神奇功效为人类服务。然而,仿生“荷叶”和“猪笼草”却有一颗“玻璃心”,一旦受到外界触碰,“自清洁”功能也随即消失。  “我们要做可以应用的硅基仿生自清洁材料。”中科院兰州化学物理研究所甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室张俊平研究

氢气和二氧化碳分离膜,这种材料被关注

面对能源紧缺和温室效应等严峻问题,尤其在我国“双碳”目标下,发展低能耗、低碳排放量的膜分离技术,在氢气制备与纯化、二氧化碳捕获等重要工业气体分离等领域备受关注。 其中,金属-有机框架材料(MOFs)由于其结构多样性、规整孔道、高孔隙率及丰富表面化学性质等优势,展现巨大应用潜力,有望成为新一代理想

新型膜材料可高效分离二氧化碳和氮气

  高效实现二氧化碳的分离与捕集,对于减缓工业生产中温室气体的排放意义重大。近日,天津大学教授王志团队、迈克尔·盖佛教授团队与天津工业大学教授仲崇立团队合作,首次构筑了金属诱导有序微孔聚合物,用于二氧化碳和氮气的高效分离。同时实现了多孔材料膜的超薄、大面积制备,有助于推动气体膜分离技术在烟道气二氧化

高氨氮废水处理首用膜接触器

  中科院大连化物所日前发布消息称,该所新型膜技术研究组曹义鸣研究员团队开发的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜接触器技术,在国际上首次应用于提钒废水中高浓度氨氮脱除处理项目。  120小时现场运行结果表明:出水氨氮浓度稳定在2~7mg/L,达到了钒工业污染排放标准(10mg/L)和污水排放国标1级A

甲烷、二氧-化碳、一氧化二氮的快速检测分析

环境中的一氧化二氮则主要是生物活动的产物。同样作为温室气体,一氧化二氮的吸热能力要强于二氧化碳。虽然目前环境中一氧化二氮的浓度远远低于二氧化碳浓度,但未来一氧化二氮浓度的增加会成为人们关注的主要问题之一。氮肥和动物粪便增加了土壤自身所含自然生长细菌释放的一氧化二氮,或因雨水径流导致的土壤污染迁移到其