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Ein mikrofluidischer Chip auf Basis von Bornitrid-Nanoröhren

Sep 10, 2020

Mikrofluidik ist eine Art von Wissenschaft und Technologie, die sich durch die Manipulation der Flüssigkeit im Mikro-Nanoraum auszeichnet. Der auf dieser Technologie basierende Mikro-Nano-Fluidchip besteht hauptsächlich aus Mikro-Nanokanälen, um ein Netzwerk zu bilden, um den Fluss durch das gesamte System zu steuern und verschiedene Funktionen von routinemäßigen chemischen oder biologischen Laboratorien auf einem Chip von mehreren Quadratzentimetern zu realisieren. Unter ihnen kann die nanofluidische Technologie die charakteristische Größe des Fluidsystems auf nanoskalige reduzieren, und es ist möglich, die neuen Materialtransporteigenschaften des Materials in der Flüssigkeit unter der gemeinsamen Wirkung von nanobeschränktem Raum und Materialoberflächeneigenschaften zu beobachten. Die Entdeckung dieser neuen Übertragungsfunktion wird zu Durchbrüchen in vielen Technologien führen. Daher ist es von großer Bedeutung, die physikalischen und chemischen Wechselwirkungen zwischen Wasser und Ionen zu untersuchen. Mit der Entwicklung der Nanotechnologie entstehen Nanoröhren und andere synthetische Nanomaterialien mit eindimensionaler Hohlstruktur. Als Teil von Mikro-/Nanokanälen können sie organisch in Mikro-/Nano-Fluidchips integriert werden, was es den Menschen ermöglicht, die schnellen Transporteigenschaften biologischer Kanäle in künstlichen Kanälen aus der Perspektive der Bionik zu realisieren, und bietet auch ein vereinfachtes Modell zur Untersuchung des dynamischen Verhaltens von eingeschränkten Molekülen und Ionen in eindimensionalen Nanokanälen. Derzeit ist nachgewiesen, dass Kohlenstoff-Nanoröhren Wasser, Ionen und DNA transportieren können. Jüngste molekulare Dynamiksimulationen zeigen, dassBornitrid-Nanoröhren (BNNT)haben die gleiche Kristallstruktur wie Kohlenstoff-Nanoröhren, sowie gute mechanische Eigenschaften und Wärmeleitfähigkeit. Da die elektrischen Eigenschaften von BNNT nicht durch strukturelle Chiralität beeinflusst werden, haben sie eine bessere Wasserstoffspeicherleistung und Biokompatibilität und weisen ein großes Potenzial für den Wasser- und Ionentransport auf. Im Gegensatz zu Kohlenstoff-Nanoröhren ist die Anwendung von BNNT im Bereich der Mikro-Nano-Fluidsysteme jedoch geringer. Derzeit nur ein. Siria et al. Verwendet das Fünf-Achsen-Steuerungssystem des Rasterelektronenmikroskops (SEM), um ein einzelnes BNNT in die Nanopore von Siliziumnitridfolie einzufügen, um eine Transmembran-Nanoröhrenstruktur zu bilden. Auf dieser Grundlage wurde ein Mikro-Nano-Fluidsystem konstruiert und das Transportverhalten der Salzlösung darin untersucht. Darüber hinaus gibt es nur wenige Berichte über die Methode zur Konstruktion von Materialtransportsystem mit BNNT als einzigem Kanal und die Studie über das Transportverhalten von Nanofluiden im System. In diesem Experiment wurde ein mikrofluidischer Chip auf BNNT-Basis von photolithographie entwickelt und hergestellt. Die Transporteigenschaften der Salzionenlösung in einem einzigen BNNT wurden mit KCl-Lösung in verschiedenen Konzentrationen untersucht.