Nhân tử , ấn tượng đầu tiên mà nó mang lại thường là sự răn đe, kinh hoàng và khó tiếp cận. Khi nhắc đến công nghệ hạt nhân, người ta thường nghĩ ngay đến tên lửa hạt nhân hay tàu ngầm hạt nhân trong lĩnh vực quân sự, dù công nghệ điện hạt nhân đã được áp dụng rộng rãi trong ngành năng lượng, nhưng dường như vẫn rất xa vời với cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Áp dụng công nghệ hạt nhân vào những vật dụng thiết yếu trong đời sống dường như còn khó tưởng tượng hơn.
Tuy nhiên, có một nhà khoa học đã âm thầm làm việc suốt hai thập kỷ qua, chuyên tâm khám phá ứng dụng của công nghệ hạt nhân trong lĩnh vực màng mỏng. Bà đã thành công trong việc biến ý tưởng này từ nghiên cứu ban đầu thành hiện thực. Màng lỗ nhân tạo Từ giai đoạn nghiên cứu đến kỹ thuật và cuối cùng là thương mại hóa. Ngày nay, công nghệ màng lỗ hạt nhân đã được áp dụng vào nhiều lĩnh vực trong cuộc sống hàng ngày. Trong buổi trò chuyện hôm nay, hãy cùng tìm hiểu về Tiến sĩ cao cấp Vương Ngọc Lan của Đại học Thanh Hoa và công nghệ màng lỗ hạt nhân của bà.
Tiến sĩ Vương Ngọc Lan
Ứng dụng của màng nhân tử trong bộ lọc chính xác cho đầu cuối truyền tải dịch truyền lớn
Thị trường hiện tại cho vật liệu lọc trong dụng cụ truyền và tiêm thuốc đang gặp vấn đề như kích thước lỗ lọc không đạt chuẩn và sợi vật liệu rơi ra gây ô nhiễm thứ cấp.
Mặc dù màng lỗ hạt nhân truyền thống có thể kiểm soát kích thước lỗ lọc, nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là khả năng giữ bẩn kém, dễ bị tắc nghẽn. Trước vấn đề này, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Vương đã cải tiến màng lỗ hạt nhân truyền thống để tạo ra màng lỗ hạt nhân bất đối xứng, làm hình dạng lỗ micro thành hình nón đơn, giúp ngăn chặn hiệu quả tình trạng tắc nghẽn và **tăng cường khả năng giữ bẩn của màng. Hiện tại, màng lỗ hạt nhân bất đối xứng đã được áp dụng rộng rãi trong bộ lọc cuối cùng cho dung dịch truyền tĩnh mạch.
Ứng dụng của màng nhân tử trong làm sạch nước uống
Nước uống không sử dụng bộ lọc nước chứa cặn và thậm chí nhiều chất độc hại, trong khi nước sau khi lọc bằng bộ lọc nước lại mất đi cả các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết. Tại sao việc uống nước sạch và lành mạnh lại trở nên khó khăn như vậy? Rất nhiều người đang đau đầu vì vấn đề này trong cuộc sống hàng ngày.
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Vương dẫn đầu đã cải tiến công nghệ màng lỗ hạt nhân truyền thống và phát triển ra bộ lọc màng lỗ hạt nhân hoàn toàn mới có thể dùng trực tiếp để lọc nước đun sôi.
Theo Tiến sĩ Vương, các thử nghiệm lặp lại cho thấy rằng, khi sử dụng màng lỗ hạt nhân với các thông số nhất định để lọc nước đun sôi, các chỉ số tổng độ cứng, florua và tổng lượng cacbon hữu cơ (TOC) trong nước giảm rõ rệt; lớp bột lắng tích tụ trên bề mặt màng chứa các kim loại nặng gây hại cho sức khỏe con người, như nhôm, chì, barium, mangan, thủy ngân, cadmium và crôm đều được phát hiện nhiều lần; trong nước lọc vẫn còn các nguyên tố vi lượng có lợi cho sức khỏe và tỷ lệ của chúng không thay đổi đáng kể. 88win
Ứng dụng của màng nhân tử trong làm sạch không khí
Bụi mịn tồn tại trong không khí là các hạt bụi, axit sulfuric, axit nitric và hợp chất hữu cơ lơ lửng, đường kính của các hạt này đều dưới 2,5 micromet. Lưới chắn truyền thống có kích thước lỗ khoảng 1 milimét, so với các hạt dưới 2,5 micromet thì giống như một viên đạn xuyên qua khung thành cầu, không gặp bất kỳ trở ngại nào.
Đối với đặc tính này của bụi mịn, Tiến sĩ Vương và đội ngũ nghiên cứu của bà đã phát triển màng lỗ hạt nhân cho cửa sổ lưới chắn, thông qua việc điều chỉnh kích thước lỗ của màng lỗ hạt nhân, vừa đảm bảo luồng không khí thông thoáng vừa ngăn chặn được PM2.5, đạt hiệu quả thanh lọc không khí trong nhà.
Tiến sĩ Vương Ngọc Lan đang kiểm tra thiết bị
Sau khi hiểu về các ứng dụng của màng nhân tử trong cuộc sống hàng ngày, nhưng rốt cuộc màng nhân tử là gì? Tiến sĩ Vương Ngọc Lan sẽ trực tiếp giải đáp thắc mắc.
Công nghệ màng nhân tử là gì?
Vương Ngọc Lan: Màng lỗ hạt nhân là một loại vật liệu màng đa lỗ, quá trình sản xuất gồm hai bước. Bước đầu tiên là sử dụng cơ sở hạt nhân lớn để tăng tốc hạt nhân lên năng lượng rất cao để chiếu xạ vào một tấm màng nhựa nhất định có độ dày nhất định, trên đường đi của hạt nhân sẽ tạo ra tổn thương phóng xạ, đường kính khoảng vài nanomet. lich dau ngoai hang anh 2025 Với tấm màng như vậy, chúng ta có thể hiểu là bề mặt màng có rất nhiều lỗ nhỏ cỡ nanomet. Khi đặt tấm màng này vào dung dịch etching hóa học, các kênh tổn thương phóng xạ trên bề mặt màng sẽ trở thành các lỗ micro thẳng đứng. Bằng cách điều chỉnh điều kiện chiếu xạ và điều kiện etching, chúng ta có thể thu được màng lỗ hạt nhân với mật độ lỗ và kích thước lỗ khác nhau.
Tính hóa học của màng nhân tử rất tốt, khả năng chịu nhiệt cũng rất tốt. Nó có ba đặc điểm chính, Một là mật độ lỗ có thể điều khiển được Có thể đạt được từ một lỗ nhỏ trên diện tích 1 cm vuông đến 1 tỷ tỷ lỗ nhỏ. Thứ hai là kích thước lỗ đồng đều , tất cả các lỗ đều có kích thước giống nhau, vì khi tăng tốc hạt nhân, nó có năng lượng và khối lượng duy nhất, do đó kích thước tất cả các lỗ đều giống nhau. Thứ ba là phạm vi kích thước lỗ rất rộng và có thể kiểm soát chính xác Từ vài nanomet đến vài chục micromet, vượt qua bốn cấp số lượng mà mắt thường không nhìn thấy, dẫn đến nhiều ứng dụng.
Đặc tính nổi bật nhất của màng lỗ hạt nhân là kích thước lỗ đồng đều, hình dạng lỗ chính xác (cấu trúc lỗ micro thẳng), mật độ và kích thước lỗ có thể kiểm soát chính xác và phạm vi tham số rộng, điều này quyết định rằng màng lỗ hạt nhân có ưu thế vượt trội so với các công nghệ màng micro khác trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.
Công nghệ màng nhân tử đã có những đột phá gì trong quá trình công nghiệp hóa?
Vương Ngọc Lan: Thực tế, trong công nghệ bức xạ đã bước qua ba cột mốc, Cột mốc thứ nhất Đột phá trong việc sử dụng lò phản ứng Công nghiệp hóa Công nghệ bức xạ; bước thứ hai Là cập nhật Công nghệ bức xạ máy gia tốc; Bước thứ ba là giải quyết ổn định các thông số bức xạ. Trong công nghệ khắc, sau nhiều năm nỗ lực và khám phá khó khăn, , điều này khiến tính ổn định của màng của chúng tôi rất tốt, đó là độ ổn định của mật độ chiếu xạ, vì một khi sản phẩm được sản xuất ổn định thì đó là yếu tố then chốt.
Chúng tôi lần đầu tiên trên thế giới giải quyết thành công quy trình khắc công nghiệp của màng nhân tử bất đối xứng và thực hiện sản xuất hàng loạt quy mô lớn. Cho đến nay, chỉ chúng tôi trên thế giới có khả năng cung cấp màng nhân tử bất đối xứng với sản lượng lớn. ， Việc giải quyết vấn đề này** đã mở rộng lĩnh vực ứng dụng của màng nhân tử. 。 Ngoài ra còn giúp màng nhân tử có lợi thế rõ ràng trong lọc chính xác dưới 0,1 µm so với các loại màng lọc khác.
Màng lỗ hạt nhân bất đối xứng hiện là màng lọc hạt nhân vi lỗ tiên tiến nhất thế giới, chỉ tiêu lọc vượt xa sản phẩm của Mỹ và Nga. Sự đột phá về mặt công nghệ này không chỉ giúp màng lỗ hạt nhân có thể được áp dụng trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn, chẳng hạn như sản xuất nước siêu tinh khiết trong ngành điện tử, nước vô trùng trong ngành dược phẩm, lọc bia và sữa trong ngành thực phẩm, Trong quá trình chuyển đổi công nghiệp, gặp phải những khó khăn gì? 。
Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, không chỉ nắm được các công nghệ cốt lõi để sản xuất màng lỗ hạt nhân hóa, mà còn đạt được nhiều kết quả khoa học sáng tạo, một số trong đó đã được thương mại hóa và đưa ra thị trường, tạo ra hiệu quả xã hội và kinh tế tốt đẹp.
Khó khăn gặp phải rất nhiều,
Vương Ngọc Lan: Vấn đề lớn nhất vẫn là vấn đề quy trình trong quá trình phát triển công nghệ công nghiệp hóa. Nhật Bản Tôi nghĩ bất kỳ sản phẩm nào cũng không hề đơn giản, trong quá trình sản xuất công nghiệp, cần rất nhiều kỹ sư giải quyết nhiều chi tiết phức tạp ở các khía cạnh khác nhau.
Vì vậy, đây là một quá trình từ đơn giản đến phức tạp rồi lại từ phức tạp trở về đơn giản, giống như việc học tập vậy, lúc đầu bạn nghĩ kiến thức tiểu học chỉ có vậy, nhưng càng học càng nhiều, khi bạn đạt đến mức giỏi, kỳ thi đại học chẳng hạn, toán học có thể chỉ còn lại ba tờ giấy với công thức và định lý, lúc này bất kỳ kỳ thi nào cũng không làm khó được bạn nữa, bởi vì bạn đã nắm vững kiến thức. nhan dinh keo hom nay Quá trình nghiên cứu và sản xuất công nghiệp cũng là một quá trình như vậy, từ đơn giản đến phức tạp, từ phức tạp trở về đơn giản.
Tôi nghĩ bất kỳ sản phẩm nào cũng không hề đơn giản, trong quá trình sản xuất công nghiệp, cần rất nhiều kỹ sư giải quyết nhiều chi tiết phức tạp ở các khía cạnh khác nhau. Và Đức Tại sao Sản phẩm công nghiệp Làm tốt hơn người Trung Quốc chúng ta Tôi từng học tập và làm việc ở hai quốc gia này, Họ không bỏ qua bất kỳ chi tiết nhỏ nào trong cách làm việc của mình. ， Cách làm việc cẩn thận và kỹ lưỡng để giải quyết mọi vấn đề chi tiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định đã để lại ấn tượng sâu sắc đối với tôi. Trong quá trình công nghiệp hóa, có kinh nghiệm gì đáng để tham khảo? Ông nghĩ gì về sự phát triển tương lai của công nghệ màng nhân tử? , Viện Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hạt nhân và Năng lượng mới Thanh Hoa, kỹ sư cao cấp. Tốt nghiệp chuyên ngành vật lý hạt nhân tại Đại học Bắc Kinh năm ... Bài viết liên quan: Hiệu quả của màng nhân tử chống bụi mịn như thế nào?
Bài viết tiếp theo: Màng nhân tử trọng ion là gì?
Vương Ngọc Lan: Hồi tưởng lại, tôi nghĩ chúng tôi đã đi đúng con đường là không hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn tài trợ từ nhà nước. Ngay từ đầu chúng tôi đã nhận ra rằng công nghệ màng lỗ hạt nhân là một công nghệ cốt lõi, ví dụ như cây, công nghệ màng lỗ hạt nhân là thân cây, trên thân cây này có thể phát triển ra nhiều nhánh và vô số lá, tức là dựa trên công nghệ cốt lõi này có thể phát triển ra nhiều nhánh công nghệ, mỗi nhánh công nghệ có thể phát triển ra nhiều sản phẩm khác nhau.
miếng ăn đầu tiên
1. Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của màng lọc là gì?
Vương Ngọc Lan: Các lĩnh vực ứng dụng và giá trị khoa học công nghệ của màng lỗ hạt nhân chưa được công chúng chú ý nhiều. Công nghệ màng lỗ hạt nhân hóa là kết quả từ sự phát triển từng bước của nhóm nghiên cứu của Đại học Thanh Hoa qua hai thế hệ và nhiều năm, nhờ nhu cầu ngày càng cao của mọi người về công nghệ và môi trường mà công nghệ này dần được công chúng biết đến. Để thực sự giúp công nghệ này phục vụ nhiều người hơn, đòi hỏi sự hợp tác của các cơ quan nghiên cứu và doanh nghiệp quy mô lớn. Chúng tôi chân thành hy vọng các cơ quan nghiên cứu có nhu cầu và các doanh nghiệp quy mô lớn sẽ cùng nhau tiến hành nghiên cứu ứng dụng sâu rộng đối với công nghệ màng lỗ hạt nhân do Trung Quốc sở hữu, từ đó thúc đẩy sự phát triển không ngừng của công nghệ này, mang lại lợi ích cho mọi người bằng khoa học công nghệ.
|
Vương Ngọc Lan 3. Ứng dụng đa dạng và triển vọng rộng mở của màng đường kính vết nhân tử 1986 4. Ứng dụng của màng đường kính vết nhân tử trong các lĩnh vực khác 1998 Năm 1992, Tiến sĩ Vương đã nhận bằng tiến sĩ khoa học tự nhiên từ Đại học Waseda Nhật Bản. Bà từng giữ chức phó giám đốc phòng thí nghiệm phân tích hạt nhân của Viện nghiên cứu năng lượng nguyên tử Trung Quốc, Tổng kỹ sư kiêm Giám đốc kỹ thuật của công ty Tongfang Test Goldstone, và từng là chuyên gia của Trung tâm Trao đổi Khoa học và Công nghệ Đức. fellowship Phòng chống hàng giả bằng dấu vết hạt nhân - Bà đã nghiên cứu cơ bản về phát hiện dấu vết hạt nhân, nghiên cứu cơ bản ứng dụng và ứng dụng công nghệ dấu vết hạt nhân, cũng như phát triển công nghệ sản xuất màng lỗ hạt nhân, đồng thời công bố nhiều bài báo. 40 5. Lân Đức Màng đạt được... tại Hội nghị Nhà sáng lập Toàn cầu năm 2024 30 6. Màng nhân tử chủ yếu được áp dụng trong những lĩnh vực nào? |
