アメリカの学者が3Dプリントを使って高性能の陰イオン交換膜を作製

アメリカの学者が3Dプリントを使って高性能の陰イオン交換膜を作製


イオン交換膜は、溶液中のイオンを選択的に通過させるイオン基を含む高分子膜であり、海水淡水化、化合物の精製、燃料電池などで重要な価値を持っています。近年、一部の科学者は、このような膜の表面に特定の 3D 構造を追加できれば、興味深い流体力学的特性を膜に追加でき、それによってイオン輸送能力が向上することを発見しました。しかし、これを実現するのは簡単ではありません。なぜなら、この 3D 構造を作成する通常の方法は、シリコン型に目的のパターンを直接エッチングし、次にポリマーを注入し、最後にそれが硬化するのを待つことだからです。この方法は時間がかかり、コストがかかるだけでなく、一度に 1 つのスタイルしか作成できません。

しかし最近、米国ペンシルバニア大学の科学者グループがこの問題を解決する良い方法を発見しました。それは、3Dプリント技術を使うことです。実際、彼らはこの新しい方法を使用して、表面に特定の 3D 構造を持つ陰イオン交換膜を製造することに成功し、これらの膜の性能は確かに大幅に向上しました。

アンタークティック・ベアによると、科学者が使用する3D技術は独自の光硬化技術で、デジタルリソグラフィー(DLP)に似ている。具体的には、プロジェクターを使用して、ターゲットの3D構造のインターフェース画像を自分で準備したアニオン性ポリマーに投影し、硬化させて最終的に層ごとに積み重ねて交換膜全体を完成させる。最後に、実際のテストによると、表面に特殊な 3D 構造を持つこの交換膜の伝導率は、通常の交換膜よりも 2 ~ 3 桁高くなります。

科学者らによると、3Dプリント技術を使ってイオン交換膜を製造する方法は世界初だという。従来の方法よりも柔軟性が高く、高速であるため、応用業界全体に大きな影響を与えるだろう。

現在、研究開発チームは膜の性能をさらに向上させることを目指して、3D構造の設計の検討を続けています。同時に、彼らは有名なジャーナル「ACS Applied Materials & Interfaces」に関連論文を発表しました。ご興味がございましたら、こちらをクリックしてご確認ください

さらに読む: 「ハーバード大学が3Dプリントしたリチウムイオン電池」

3ders経由

科学研究、イオン交換膜、光硬化、DLP

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