ملخصات الأبحاث

تَخَلُّل مائي خاضع للتحكم الكهربي عبر أغشية أكسيد الجرافين

.K. Zhou.et al

  • Published online:

إن انتقال جزيئات الماء الخاضع للتحكم عبر الأغشية والشعيرات أمر مهم في مجالات متنوعة، مثل تقنيات تنقية المياه، والرعاية الصحية. وقد ركزت المحاولات السابقة للتحكم في نفاذية المياه عبر الأغشية (البوليمرية في الأساس) على تعديل بِنْيَة الغشاء، والخواص الكيميائية الفسيولوجية لسطحه، عن طريق تغيير الأس الهيدروجيني، أو درجة الحرارة، أو القوة الأيونية. والتحكم الكهربي في انتقال المياه بديل جذاب، لكنْ  النظرية وعمليات المحاكاة غالبًا ما كانت تسفر عن نتائج متضاربة، ما بين تجمُّد جزيئات الماء، وانصهار الثلج تحت مجال كهربائي مُطبَّق.

يكشف الباحثون - في البحث المنشور - عن تَخَلُّل مائي خاضع للتحكم الكهربي عبر أغشية أكسيد جرافين ميكرومترية السُّمك. فقد ثبت في السابق أن مثل هذه الأغشية تبدي تَخَلُّلًا فائق السرعة للماء، وخصائص غربلة جزيئية، مع قابلية للإنتاج على نطاق صناعي. ولتحقيق التحكم الكهربي في تَخَلُّل الماء، أنتج الباحثون شعيرات موصِّلة في أغشية أكسيد الجرافين، عن طريق انهيار كهربائي قابل للتحكم. ويؤين المجال الكهربائي - الذي يتركز حول هذه الشعيرات الحاملة للتيار - جزيئات الماء داخل شعيرات الجرافين عبر أغشية أكسيد الجرافين؛ ما يَحُول دون انتقال الماء. هكذا يدلل الباحثون على التحكم الدقيق في التخلل المائي، من التخلل فائق السرعة إلى الحَجْب الكامل. ويفتح عمل الباحثين آفاقًا لتطوير تقنيات أغشية ذكية للأنظمة البيولوجية الاصطناعية، وهندسة الأنسجة، والترشيح.