Вы можете изготовить фильтры для углекислого газа с помощью 3D-принтера

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 2 июня 2023 г., 14:01:04 MSK
  • 0 комментариев
  • 25 просмотров
Исследователи продемонстрировали, что с помощью 3D-печати можно изготовить фильтры для улавливания углекислого газа.

В новом исследовании исследователи из Университета штата Северная Каролина продемонстрировали, что можно изготовить фильтры для улавливания углекислого газа с помощью 3D-печати. В частности, они напечатали гидрогелевый материал, который может удерживать карбоангидразу, фермент, ускоряющий реакцию, превращающую углекислый газ и воду в бикарбонат.

Выводы, опубликованные в журнале Гели, предполагают, что 3D-печать могла бы стать более быстрым и универсальным методом изготовления конструкций фильтров.

"Этот производственный процесс с использованием 3D-печати делает все быстрее и точнее", - сказал ведущий автор исследования Цзялонг Шен, доцент кафедры текстильной инженерии, химии и естественных наук в университете Северной Каролины. "Если у вас есть доступ к принтеру и исходным материалам, вы можете изготовить этот функциональный материал".

В ходе исследования исследователи из текстильного колледжа Уилсона штата Северная Каролина смешали раствор, содержащий два различных органических соединения - или печатную "краску" - и фермент под названием карбоангидраза. Затем исследователи напечатали нитевидные нити гидрогеля в виде двумерной сетки, одновременно отверждая раствор ультрафиолетовым излучением во время печати.

"Мы разработали гидрогель таким образом, чтобы он был достаточно механически прочным для 3D-печати, а также экструдировался в непрерывную нить", - сказал Шен. "Вдохновением для нашего дизайна послужили наши собственные клетки, в которых ферменты размещены в разделенных пространствах, заполненных жидкостью. Такая среда хороша для того, чтобы помогать ферментам выполнять свою работу".

Исследователи протестировали свойства материала, чтобы понять, насколько хорошо он будет изгибаться и скручиваться, а также исследовали эффективность улавливания углерода фильтром. В ходе мелкомасштабного эксперимента они обнаружили, что фильтр улавливает 24% углекислого газа в газовой смеси. Несмотря на то, что скорость улавливания ниже, чем у предыдущих разработок, фильтр был меньше дюйма (2 сантиметра) в диаметре, и его можно было сделать больше и в различных модульных формах, чтобы сложить их в высокую колонну. По словам исследователей, это могло бы повысить эффективность захвата.

"Чтобы получить более высокую скорость улавливания, нам нужно было бы увеличить диаметр фильтра или установить больше фильтров друг на друга", - сказал Шен. "Мы не думаем, что это проблема; это был первоначальный тест в небольшом масштабе для простоты тестирования".

Исследователи также протестировали фильтрующую способность материала и обнаружили, что он сохранил 52% своих первоначальных характеристик улавливания углерода более чем через 1000 часов.

"Эта работа все еще находится на ранней стадии, но наши результаты показывают, что существуют новые способы изготовления материалов для устройств улавливания углерода", - сказала соавтор исследования Соня Салмон, доцент кафедры текстильной инженерии, химии и естественных наук в университете Северной Каролины. "Мы даем надежду на улавливание углерода".

Комментарии

0 комментариев