Вы можете сделать фильтры углекислого газа с помощью 3D-принтера

Новости сегодня - Вы можете сделать фильтры углекислого газа с помощью 3D-принтера

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

Выводы, опубликованные в журнале Gels , предполагают, что 3D-печать может быть более быстрым и универсальным методом создания 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 науки в штате Северная Каролина. «Если у вас есть доступ к принтеру и сырью , вы можете сделать этот функциональный материал».

В ходе исследования исследователи из Текстильного колледжа штата Северная Каролина Уилсона смешали раствор, содержащий два разных органических соединения — или печатные «чернила» — и фермент под названием карбоангидраза . Затем исследователи напечатали нитевидные нити гидрогеля в двумерную сетку, одновременно затвердевая раствор ультрафиолетовым светом по мере его печати.

Мы сформулировали гидрогель таким образом, чтобы он был механически достаточно прочным, чтобы его можно было печатать на 3D-принтере, а также экструдировать в непрерывную нить», — сказал Шен. «Вдохновением для нашего дизайна послужили наши собственные клетки, в которых есть ферменты, упакованные в отдельные пространства, заполненные жидкостью. Такая среда хороша для того, чтобы помочь ферментам выполнять свою работу».

Исследователи проверили свойства материала, чтобы понять, насколько хорошо он будет изгибаться и скручиваться, и исследовали характеристики фильтра по улавливанию углерода. В небольшом эксперименте они обнаружили, что фильтр задерживает 24% углекислого газа в газовой смеси. Хотя скорость захвата ниже, чем в предыдущих конструкциях, фильтр был меньше дюйма (2 сантиметра) в диаметре, и его можно было сделать больше и иметь разные модульные формы, чтобы сложить их в высокий столбец. . По словам исследователей, это может повысить эффективность захвата.

«Чтобы получить более высокую скорость захвата, нам нужно было бы сделать фильтр большего диаметра или поставить 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 проверили фильтрующую способность материала и обнаружили, что он сохраняет 52% своих первоначальных характеристик улавливания углерода после более чем 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 Сэлмон, доцент кафедры текстильной инженерии, химии и науки в штате Северная Каролина. «Мы даем надежду на улавливание углерода ».

Исследование «Экструдированные гидрогелевые гибкие нити и прочные сетки для улавливания CO₂ с усилением карбоангидразы УФ-сшитым ПЭГ-ДА/ПЭО» было опубликовано в Интернете в журнале Gels . Соавторами были Сен Чжан и Сяомэн Фан.

Новости партнеров: