Nhân , ấn tượng đầu tiên mà nó mang lại thường là sự rùng mình, đáng sợ và không thể tiếp cận được. Khi nhắc đến công nghệ hạt nhân, người ta thường nghĩ ngay đến các loại vũ khí như tên lửa hạt nhân hay tàu ngầm hạt nhân. Ngay cả khi công nghệ điện hạt nhân đã được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực năng lượng, nó vẫn dường như khá xa vời với cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Việc ứng dụng công nghệ hạt nhân vào những sản phẩm thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày dường như còn khó tưởng tượng hơn.
Tuy nhiên, có một nhà khoa học, đã miệt mài làm việc trong hơn hai thập kỷ, chuyên tâm nghiên cứu về ứng dụng công nghệ hạt nhân trong việc tạo ra vật liệu màng mỏng. Bà đã thành công trong việc chuyển đổi từ nghiên cứu cơ bản sang ứng dụng kỹ thuật và cuối cùng là thương mại hóa. Màng lỗ hạt Quá trình này bao gồm từ phát triển công nghệ đến xây dựng quy trình và sản xuất công nghiệp. 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 này, chúng ta sẽ 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 lỗ nhân tử trong bộ lọc chính xác cho thiết bị truyền tải dịch lớn
Thị trường hiện tại cho các vật liệu lọc trong thiết bị truyền và tiêm thuốc đang đối mặt với vấn đề là kích thước lỗ lọc không đạt tiêu chuẩn, và sợi vật liệu lọc dễ bị bong ra gây ô nhiễm thứ cấp.
Mặc dù màng lỗ hạt nhân truyền thống có khả năng kiểm soát kích thước lỗ lọc tốt, nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là khả năng giữ chất bẩn kém, dẫn đến hiện tượng tắc nghẽn nhanh chóng. Nhằm giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu của Vương Ngọc Lan đã cải tiến màng lỗ hạt nhân truyền thống để tạo ra màng lỗ hạt nhân bất đối xứng, với hình dạng lỗ micro là hình nón đơn. Điều này giúp giảm đáng kể hiện tượng tắc nghẽn và nâng cao khả năng giữ chất bẩn của màng. lich dau ngoai hang anh 2025 Hiện tại, màng lỗ hạt nhân bất đối xứng đã được sử dụng rộng rãi trong bộ lọc cuối cùng của dung dịch truyền tĩnh mạch.
Ứng dụng của màng lỗ nhân tử trong làm sạch nước uống
Nước uống không lắp đặt máy lọc có thể chứa cặn bã và thậm chí nhiều chất độc hại, trong khi nước sau khi lắp đặt máy lọc thì lại mất đi các yếu tố dinh dưỡng cần thiết. Muốn uống nước sạch và lành mạnh thực sự là một thách thức lớn trong cuộc sống hàng ngày. Nhiều người gặp phải tình trạng này đã cảm thấy rất phiền phức.
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Vương Ngọc Lan dẫn đầu đã cải thiện công nghệ màng lỗ hạt nhân truyền thống và phát triển thành công một loại lõi lọc mới có thể được sử dụng trực tiếp để lọc nước sôi.
Theo lời Tiến sĩ Vương Ngọc Lan, qua nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng việc sử dụng màng lỗ hạt nhân có các thông số cụ thể để lọc nước đun sôi, kết quả cho thấy chỉ số độ cứng tổng, fluorua và TOC (carbon hữu cơ tổng) trong nước giảm rõ rệt; lớp bột lọc 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 đã được phát hiện nhiều lần. keo nha cai hom nay Sau khi lọc, nước vẫn còn chứa các nguyên tố vi lượng có lợi cho sức khỏe và tỷ lệ giữa chúng không thay đổi đáng kể.
Ứng dụng của màng lỗ nhân tử trong làm sạch không khí
Hơi bụi trong không khí là do các hạt bụi, axit sulfuric, nitric, hợp chất hữu cơ và các hạt khác bay lơ lửng trong không khí. Đường kính động học của các hạt này đều nhỏ hơn 2,5 micromet. Lưới chắn thông thường có kích thước lỗ khoảng 1 milimet, so với các hạt nhỏ hơn 2,5 micromet thì giống như viên đạn xuyên qua khung thành bóng đá - hoàn toàn không trở ngại gì.
Để giải quyết đặc tính này của bụi mịn, Tiến sĩ Vương Ngọc Lan cùng nhóm nghiên cứu đã phát triển màng lỗ hạt nhân làm lưới chắn cửa sổ. Qua việc kiểm soát kích thước lỗ màng, họ đã đạt được mục tiêu vừa thông gió tốt vừa ngăn chặn được PM2.5, từ đó cải thiện đáng kể chất lượng không khí trong nhà.
Tiến sĩ Vương Ngọc Lan kiểm tra thiết bị
Sau khi hiểu rõ về ứng dụng của màng lỗ nhân tử trong cuộc sống hàng ngày, rốt cuộc màng lỗ nhân tử là gì? Tiến sĩ Vương Ngọc Lan sẽ trực tiếp giải đáp thắc mắc.
Công nghệ màng lỗ nhân tử là gì?
Vương Ngọc Lan: Màng lỗ hạt nhân là một loại vật liệu màng đa, quá trình sản xuất gồm hai bước. Đầu tiên, sử dụng các cơ sở hạt nhân lớn để đẩy các hạt nhân với năng lượng cực cao vào một tấm màng nhựa nhất định. thể thao ngoại hạng anh Khi các hạt nhân di chuyển theo đường của chúng, chúng sẽ tạo ra các tổn thương phóng xạ, có đường kính khoảng vài nanomet. Với tấm màng như vậy, chúng ta có thể hiểu rằng bề mặt tấm màng có rất nhiều lỗ nhỏ với đường kính khoảng vài nanomet. Khi tấm màng này được ngâm trong chất tẩy rửa hóa học, các kênh tổn thương phóng xạ trên bề mặt tấm màng sẽ biến thành các lỗ vi mô thẳng đứng. Bằng cách kiểm soát điều kiện phóng xạ và điều kiện ăn mòn, chúng ta có thể sản xuất ra màng lỗ hạt nhân với mật độ lỗ và kích thước lỗ khác nhau.
Tính chất hóa học của màng lỗ nhân tử rất tốt, và 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 mỗi cm vuông đến 1 tỷ lỗ nhỏ. Thứ hai là kích thước lỗ đồng đều Tất cả các lỗ đều có kích thước đồng đều, vì khi các hạt nhân được đẩy với cùng một năng lượng và khối lượng, tất cả các lỗ sẽ có kích thước như 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 độ không nhìn thấy bằng mắt thường, dẫn đến nhiều ứng dụng.
Đặc điểm nổi bật nhất của màng lỗ hạt nhân là kích thước lỗ đồng đều, hình dạng lỗ quy tắc (cấu trúc lỗ vi mô thẳng), mật độ lỗ và kích thước lỗ có thể được kiểm soát chính xác và độc lập với phạm vi tham số rộng. Những đặc điểm này khiến màng lỗ hạt nhân có lợi thế vượt trội so với các loại màng vi mô khác trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.
Có những đột phá nào trong công nghệ sản xuất công nghiệp của màng lỗ nhân tử?
Vương Ngọc Lan: Thực tế, trong lĩnh vực kỹ thuật bức xạ đã đi qua ba cột mốc quan trọng, Cột mốc đầu tiên phá vỡ phản ứng lò công nghiệp hóa kỹ thuật bức xạ; bước thứ hai là cập nhật kỹ thuật bức xạ máy gia tốc; ; bước thứ ba là giải quyết sự ổn định của các thông số bức xạ Về mặt kỹ thuật khắc, sau nhiều thập kỷ nỗ lực và khám phá khó khăn, Điều này giúp ổn định rất tốt hiệu suất của màng, vì sự ổn định của mật độ phóng xạ là yếu tố then chốt khi sản xuất hàng loạt.
Đã lần đầu tiên trên thế giới giải quyết quy trình công nghiệp khắc màng lỗ nhân tử không đối xứng và đạt được sản xuất hàng loạt quy mô lớn Cho đến nay, trên thế giới chỉ chúng tôi mới có thể cung cấp màng lỗ nhân tử không đối xứng sản xuất hàng loạt ， Việc giải quyết vấn đề kỹ thuật này **mở rộng lĩnh vực ứng dụng của màng lỗ nhân tử. 。 Còn có thể giúp màng lỗ nhân tử có lợi thế cạnh tranh rõ ràng trong lĩnh vực lọc chính xác dưới 0,1µm so với các màng lọc khác
Màng lỗ hạt nhân bất đối xứng hiện là loại màng lọc vi mô hạt nhân tiên tiến nhất trên thế giới, với các thông số lọc vượt trội hơn so với các sản phẩm của Mỹ và Nga. Sự đột phá này không chỉ mở ra khả năng ứng dụng công nghiệp quy mô lớn cho màng lỗ hạt nhân, như sản xuất nước siêu sạch trong ngành điện tử, nước vô trùng trong ngành dược phẩm, hay 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, nhóm nghiên cứu không chỉ nắm vững các công nghệ quan trọng để sản xuất màng lỗ hạt nhân thương mại mà còn đạt được nhiều kết quả khoa học sáng tạo độc đáo, một số đã được đưa vào sản xuất và đưa ra thị trường, mang lại hiệu quả xã hội và kinh tế tốt đẹp.
Gặp phải rất nhiều khó khăn,
Vương Ngọc Lan: Vấn đề lớn nhất vẫn là vấn đề quy trình trong quá trình phát triển công nghệ công nghiệp Nhật Bản Tôi tin rằng bất kỳ sản phẩm nào cũng không hề đơn giản, trong quá trình thương mại hóa cần có sự góp sức của đội ngũ kỹ sư chuyên nghiệp giải quyết nhiều chi tiết phức tạp ở mọi khía cạnh.
Vì vậy, đó là một quá trình từ đơn giản đến phức tạp, rồi từ phức tạp trở lại đơn giản. Giống như quá trình học tập, ban đầu bạn nghĩ rằng kiến thức tiểu học rất ít ỏi, nhưng càng học càng nhiều. Khi đạt đến trình độ cao và chuẩn bị thi cử, như môn toán chẳng hạn, trong đầu bạn chỉ còn lại vài công thức và định lý, lúc này bất kỳ kỳ thi nào cũng không thể làm khó bạn nữa. Lý do là bạn đã hiểu rõ và thấu đáo kiến thức. Quá trình nghiên cứu và thương mại hóa cũng là một quá trình như vậy, từ đơn giản đến phức tạp, rồi từ phức tạp trở lại đơn giản.
Tôi nghĩ rằng bất kỳ sản phẩm nào cũng không hề đơn giản, trong suốt quá trình thương mại hóa cần có sự đóng góp của nhiều kỹ sư chuyên nghiệp giải quyết các vấn đề chi tiết ở nhiều khía cạnh khác nhau. và Đức Tại sao Sản phẩm công nghiệp do người Trung Quốc làm chưa tốt Tôi từng học tập và làm việc ở hai quốc gia này, ， Họ sẽ không bỏ qua bất kỳ vấn đề chi tiết nào cách làm việc đó để lại ấn tượng sâu sắc cho tôi. Cần phải làm rõ mọi vấn đề chi tiết, chỉ có như vậy, chất lượng sản phẩm mới có thể rất ổn định. Trong quá trình công nghiệp hóa, có những kinh nghiệm gì đáng để tham khảo? Ông nghĩ gì về tương lai phát triển của công nghệ màng lỗ nhân tử? , Viện Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hạt nhân và Năng lượng Mới Thanh Hoa, kỹ sư cao cấp.
Tốt nghiệp năm tại Đại học Bắc Kinh chuyên ngành vật lý hạt nhân.
Vương Ngọc Lan: Nhìn lại quá khứ, tôi cảm thấy chúng tôi đã chọn đúng con đường, đó là không phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn vốn từ nhà nước. Ngay từ đầu, chúng tôi nhận ra rằng công nghệ màng lỗ hạt nhân là một công nghệ cốt lõi, nếu so sánh với cây, công nghệ này chính là thân cây. Từ thân cây này có thể phát triển ra nhiều cành và vô số lá, tức là từ công nghệ cốt lõi này có thể phát triển ra nhiều nhánh công nghệ khác nhau, và mỗi nhánh công nghệ này lại có thể tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau.
một bữa ăn miễn phí
Bài viết liên quan: Hiệu quả của màng lỗ nhân tử trong cửa lưới chống bụi mịn ra sao?
Vương Ngọc Lan: Ứng dụng của màng lỗ hạt nhân và giá trị khoa học mà nó có thể mang lại vẫn chưa được công chúng chú ý nhiều. Công nghệ màng lỗ hạt nhân đã được các nhà nghiên cứu của Đại học Thanh Hoa trải qua nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm từng bước, dần dần được công chúng biết đến nhờ nhu cầu về khoa học và bảo vệ môi trường ngày càng tăng. Tuy nhiên, để công nghệ này thực sự mang lại lợi ích cho nhiều người có nhu cầu, điều đó phụ thuộc vào sự hợp tác giữa công nghệ màng lỗ hạt nhân và các doanh nghiệp liên quan. Chúng tôi chân thành hy vọng các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp quy mô lớn có nhu cầu hãy cùng nhau tiến hành các nghiên cứu ứng dụng sâu rộng đối với công nghệ màng lỗ hạt nhân do Trung Quốc phát triển, từ đó thúc đẩy sự phát triển không ngừng của công nghệ này và mang lại lợi ích từ khoa học kỹ thuật cho quê hương.
|
Vương Ngọc Lan Bài viết tiếp theo: Màng lỗ nhân tử trọng ion là gì? 1986 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của màng lọc là gì? 1998 Năm [1993], bà 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 thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân khoa học nguyên tử Trung Quốc, đồng thời là Giám đốc kỹ thuật kiêm kỹ sư trưởng của cô Bà cũng từng là chuyên gia của Hội đồng Trao đổi Khoa học và Công nghệ Đức. fellowship Nhãn hiệu chống giả mạo bằng màng lỗ hạt nhân - Bà đã tham gia nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu ứng dụng cơ bản và ứng dụng công nghệ dấu vết hạt nhân, cũng như phát triển công nghệ màng lỗ hạt nhân. Bà đã công bố nhiều bài báo khoa học. 40 3. Ứng dụng đa dạng và triển vọng rộng mở của màng đường kính vết tích 30 4. Ứng dụng của màng đường kính vết tích trong các lĩnh vực khác |
