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欧宝平台登录:苏黎世联邦理工学院王京、瑞士材料科学联邦实验室赵善宇AS:植物仿生——太阳能被动
更新日期:2022-06-29 07:01:47 来源:欧宝足球直播 作者:欧宝直播足球直播

  原标题:苏黎世联邦理工学院王京、瑞士材料科学联邦实验室赵善宇AS:植物仿生——太阳能被动气凝胶热蒸腾系统用于可挥发有机物降解

  摘要:受水生植物中太阳能光驱动氧气传输的启发,瑞士ETHZ王京教授和Empa赵善宇博士团队通过仿生水生植物的热蒸腾效应开发了一种新型可持续光驱动气凝胶泵。这种气凝胶光驱动的多功能气泵系统为气体传感设备、空气质量测绘和空气质量控制系统提供了广泛的未来应用。

  关键词:Advanced Science , 气凝胶,被动系统, 热蒸腾,VOC降解, 苏黎世联邦理工学院, 瑞士材料科学联邦实验室

  在自然界中,广泛的水生植物(睡莲,荷花,凤眼蓝等)可以通过它们的叶片上的微孔径通过太阳光驱动氧气,通过根茎系统进行传输,通过仿生水生植物,ETHZ和Empa团队通过热蒸腾效应开发了一种新型可持续光驱动气凝胶泵,其表面层含有黑色氧化锰 (MnO 2 ) 作为光吸收剂。泵送空气的流动强度由纳米纤维素 (NFC)、尿素改性壳聚糖 (UMCh) 和聚甲基倍半硅氧烷 (PMSQ) 气凝胶的孔隙特性控制(图1)。由 MnO 2 驱动的光热转化诱导了挥发性有机污染物的被动流动和催化降解。与基准的 Knudsen 泵系统相比,所有气凝胶都表现出卓越的泵送能力(图2)。无机 PMSQ 气凝胶在输入功率和光热降解活性方面提供了更大的灵活性(图3)。因此,这种气凝胶光驱动的多功能气泵系统为气体传感设备、空气质量测绘和空气质量控制系统提供了广泛的未来应用。

  图 2 孔径和结构对泵送性能的影响。A) 纳米纤维素(NFC)、B) 脲基改性壳聚糖 (UMCh) 和 C) 聚甲基倍半硅氧烷 (PMSQ) 纳米微粒气凝胶结构的热蒸腾作用。D) Kn 等值线 bar 气压对应的函数。E) 在 20 cm (97 mW∙cm 2 ) 和 5 cm (222 mW∙cm 2 , 仅 PMSQ适用) 照射后,泵送性能与质量和体积流量的关系。F) 流速与功率输入的关系以及与现有技术的比较。

  《先进科学》(Advanced Science)Wiley旗下创刊于2014年的优质开源期刊,发表材料科学、物理化学、生物医药、工程等各领域的创新成果与前沿进展。期刊为致力于最大程度地向公众传播科研成果,所有文章均可免费获取。最新影响因子为16.806,中科院2020年SCI期刊分区材料科学大类Q1区、工程技术大类Q1区。

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