Nhân [Khái niệm về công nghệ hạt nhân thường mang đến cảm giác áp đảo, đáng sợ và khó tiếp cận. Khi nhắc đến công nghệ hạt nhân, người ta thường nghĩ ngay đến tên lửa hạt nhân hay tàu ngầm hạt nhân - những thiết bị quân sự quan trọng. Dù công nghệ điện hạt nhân đã được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực năng lượng, nhưng dường như nó vẫn khá xa vời với cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Thậm chí việc ứng dụng công nghệ hạt nhân vào các sản phẩm tiêu dùng phổ thông cũng dường như không tưởng.]
[Tuy nhiên, có một nhà khoa học đã miệt mài cống hiến hơn hai thập kỷ để nghiên cứu về ứng dụng của công nghệ hạt nhân trong vật liệu màng mỏng. Bà ấy đã thành công trong việc biến ý tưởng đó thành hiện thực...] Màng nhân quả [Từ giai đoạn nghiên cứu ban đầu cho đến khi chuyển đổi thành công nghệ kỹ thuật và thương mại hóa, công nghệ màng lỗ hạt nhân đã được áp dụng vào nhiều lĩnh vực trong đời sống hằng ngày. Trong phần trò chuyện hôm nay, 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 màng nhân tử trong bộ lọc tinh thể cho thiết bị truyền tải dịch lớn
[Hiện tại, thị trường vật liệu lọc cho các dụng cụ truyền và tiêm thuốc đang gặp phải vấn đề về kích thước lỗ lọc không đạt chuẩn và nguy cơ gây ô nhiễm thứ cấp do sợi vật liệu rơi ra.]
[Mặc dù màng lỗ hạt nhân truyền thống có thể kiểm soát kích thước lỗ lọc chính xác, nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là khả năng chịu tải thấp, dễ bị tắc nghẽn. Trước vấn đề này, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Vương Ngọc Lan đã cải tiến màng lỗ hạt nhân truyền thống bằng cách phát triển màng lỗ hạt nhân bất đối xứng, với hình dạng lỗ micro làm thành hình nón đơn. Điều này giúp ngăn ngừa hiệu quả tình trạng tắc nghẽn và tăng cường khả năng chịu tải của màng. 789 Club Hiện tại, màng lỗ hạt nhân bất đối xứng đã được áp dụng rộng rãi trong bộ lọc cuối cùng của dịch truyền lớn.
Ứng dụng màng nhân tử trong làm sạch nước uống
[Nước uống không lắp đặt máy lọc có thể chứa cặn vôi và thậm chí nhiều chất độc hại, trong khi nước sau khi lọc lại mất đi cả các yếu tố dinh dưỡng cần thiết. Làm thế nào để có được nước sạch và an toàn trở nên khó khăn đến vậy? Nhiều người đang đau đầu vì vấn đề này.]
[Tiến sĩ Vương Ngọc Lan dẫn đầu nhóm nghiên cứu đã cải tiến công nghệ màng lỗ hạt nhân truyền thống, cho ra đời bộ lọc lõi hoàn toàn mới có thể lọc nước đun sôi.]
[Theo Tiến sĩ Vương Ngọc Lan, qua nhiều lần thử nghiệm, nước đun sôi được lọc bằng màng lỗ hạt nhân theo một số tham số nhất định đã giảm đáng kể chỉ số độ cứng tổng hợp, fluorua và TOC (carbon hữu cơ tổng hợp). Lớp bột lọc tích tụ trên bề mặt màng chứa các kim loại nặng gây hại nghiêm trọng, như nhôm, chì, barium, mangan, thủy ngân, cadmium, crôm... đã được phát hiện trong nhiều lần thử nghiệm. Tuy nhiên, nước sau khi lọc vẫn giữ được các nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể mà không có sự thay đổi đáng kể về tỷ lệ.]
Ứng dụng màng nhân tử trong lọc không khí
[Hơi sương hoặc bụi mịn tồn tại dưới dạng các hạt trong không khí, bao gồm bụi, axit sulfuric, axit nitric và hợp chất hữu cơ. Những hạt này có đường kính động lực học nhỏ hơn 2,5 micromet. Khung lưới thông thường có kích thước lỗ khoảng 1mm, so với các hạt dưới 2,5 micromet, điều này giống như viên đạn xuyên qua khung thành bóng đá - không có trở ngại.]
[Đối với đặc tính này của hơi sương hoặc bụi mịn, Tiến sĩ Vương Ngọc Lan và nhóm nghiên cứu đã phát triển màng lỗ hạt nhân cho cửa sổ chắn gió, kiểm soát kích thước lỗ để vừa đảm bảo lưu thông không khí vừa ngăn chặn PM2.5, góp phần làm sạch không khí trong nhà.]
Tiến sĩ Vương Ngọc Lan kiểm tra thiết bị
Sau khi hiểu rõ về các ứng dụng của màng nhân tử trong cuộc sống hàng ngày, rốt cuộc màng nhân tử là gì? Tiến sĩ Vương Ngọc Lan sẽ trực tiếp giải đáp thắc mắc.
Công nghệ màng nhân tử là gì?
Vương Ngọc Lan: [Màng lỗ hạt nhân là một loại vật liệu màng đa, được sản xuất qua hai bước. keo nha cai bet88 Đầu tiên, sử dụng cơ sở hạt nhân lớn để tăng tốc các hạt nhân lên năng lượng rất cao để va chạm vào màng nhựa nhất định với độ dày nhất định. Đường đi của hạt nhân sẽ tạo ra tổn thương phóng xạ, với đường kính khoảng vài nanomet. Màng nhựa có tổn thương phóng xạ này có thể được hiểu là bề mặt màng có nhiều lỗ nhỏ khoảng vài nanomet. Khi màng này được đưa vào hóa chất khắc, các kênh tổn thương phóng xạ trên màng sẽ trở thành các lỗ micro thông suốt. Việc kiểm soát điều kiện bức xạ và điều kiện khắc hóa chất có thể tạo ra màng lỗ hạt nhân với mật độ lỗ và kích thước lỗ khác nhau.
Tính chất hóa học của màng nhân tử rất tốt, và tính năng nhiệt độ cũng rất tốt. Nó có ba đặc điểm chính, Một là mật độ lỗ có thể điều khiển được , có thể làm từ 1 lỗ nhỏ trên mỗi cm vuông đến 1 tỷ tỷ lỗ nhỏ. Thứ hai là kích thước lỗ đồng đều [Tất cả các lỗ đều có kích thước đồng nhất, bởi vì khi tăng tốc hạt nhân thì năng lượng và khối lượng đều duy nhất, nên tất cả các lỗ đều 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, bao gồm bốn cấp độ không nhìn thấy bằng mắt thường, dẫn đến nhiều ứng dụng.
[Đặc điểm nổi bật của màng lỗ hạt nhân là kích thước lỗ đồng nhất, cấu trúc lỗ đều đặn (cấu trúc lỗ micro thông suốt), mật độ lỗ và kích thước lỗ có thể kiểm soát chính xác và phạm vi tham số rộng. Chính những đặc điểm này đã khiến màng lỗ hạt nhân có lợi thế vượt trội so với các công nghệ màng micro khác trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.]
Trong quá trình công nghiệp hóa, công nghệ màng nhân tử có những đột phá gì?
Vương Ngọc Lan: Thực tế, trong lĩnh vực kỹ thuật bức xạ đã đạt được ba cột mốc quan trọng, Cột mốc thứ nhất Đã vượt qua nhà máy phản ứng 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 vấn đề ổn định của các thông số bức xạ. Về mặt kỹ thuật khắc, sau nhiều thập kỷ nỗ lực và tìm tòi gian khổ, [Điều này làm cho độ ổn định của màng của chúng tôi rất tốt, tức là độ ổn định của mật độ bức xạ, vì một khi sản phẩm ổn định thì đó là yếu tố then chốt.]
Chúng tôi lần đầu tiên trên thế giới giải quyết thành công quy trình sản xuất công nghiệp cho màng nhân tử không đối xứng và thực hiện sản xuất hàng loạt quy mô lớn. Cho đến nay, chỉ có chúng tôi trên thế giới đạt được khả năng cung cấp hàng loạt màng nhân tử không đối xứng. ， Việc giải quyết vấn đề này **mở rộng lĩnh vực ứng dụng của màng nhân tử. 。 Hơn nữa, nó còn giúp màng nhân tử có lợi thế cạnh tranh rõ ràng so với các màng lọc khác trong việc lọc chính xác dưới 0,1 µm.
[Màng lỗ hạt nhân bất đối xứng hiện là màng lọc micro hạt nhân tiên tiến nhất trên thế giới, với các chỉ số lọc vượt xa các sản phẩm của Mỹ và Nga. Sự đột phá công nghệ này không chỉ giúp màng lỗ hạt nhân có tiềm năng được áp dụng trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn, như sản xuất nước tinh khiết trong ngành điện tử, nước vô trùng trong ngành dược phẩm, lọc bia trong ngành thực phẩm, sữa lọc...] Trong quá trình chuyển đổi công nghiệp, gặp phải những khó khăn gì? 。
[Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, nhóm không chỉ nắm vững được công nghệ sản xuất màng lỗ hạt nhân công nghiệp mà còn đạt được nhiều kết quả khoa học độc đáo, một số đã được thương mại hóa và đưa ra thị trường, tạo ra hiệu quả xã hội và kinh tế tốt.]
Có rất nhiều khó khăn,
Vương Ngọc Lan: Vấn đề lớn nhất vẫn là vấn đề quy trình trong quá trình phát triển công nghiệp hóa. Nhật Bản [Tôi nhớ rằng khi chúng tôi đang phát triển công nghệ màng bất đối xứng, khi thí nghiệm trong phòng lab thì mọi thứ đều ổn, nhưng khi đưa lên dây chuyền sản xuất thì gặp nhiều vấn đề. Sau nhiều lần thử nghiệm, mất hơn một năm, cuối cùng chúng tôi phát hiện vấn đề nằm ở giai đoạn lựa chọn nguyên liệu. Nguyên liệu này mang lại nhiều yếu tố can thiệp trong quá trình sản xuất sau này, và chúng tôi phải loại bỏ từng yếu tố một.]
[Vì vậy, đó là một quá trình từ đơn giản đến phức tạp rồi lại từ phức tạp trở lại đơn giản, giống như việc học tập. Ban đầu bạn nghĩ kiến thức tiểu học chỉ có chút ít, nhưng càng học càng nhiều, và khi đạt đến mức giỏi nhất, chẳng hạn toán học đại học, thì trong đầu bạn chỉ còn lại vài công thức và định lý cơ bản, đủ để giải quyết mọi bài kiểm tra. Vì vậy, 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 tin rằng bất kỳ sản phẩm nào cũng không hề đơn giản, trong toàn bộ quá trình thương mại hóa, cần có rất nhiều kỹ sư chuyên môn giải quyết nhiều chi tiết phức tạp.] Và Đức Tại sao Sản phẩm công nghiệp Làm tốt hơn người Trung Quốc chúng ta Tôi từng học tập và làm việc ở hai quốc gia này, Họ sẽ không bỏ qua bất kỳ chi tiết nhỏ nào trong cách làm việc. ， Quyết tâm làm rõ mọi vấn đề chi tiết, chỉ có như vậy chất lượng sản phẩm mới có thể ổn định. Trong quá trình công nghiệp hóa, có kinh nghiệm gì đáng để tham khảo? Ông nghĩ gì về sự phát triển tương lai của công nghệ màng 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. Bài viết liên quan: Hiệu quả của màng nhân tử chống khói bụi như thế nào?
Bài viết tiếp theo: Màng nhân tử nặng ion là gì?
Vương Ngọc Lan: [Khi nhìn lại, tôi cảm thấy mình đã đi đúng con đường - nghiên cứu không phụ thuộc hoàn toàn vào đầu tư nhà nước. Ngay từ đầu, chúng tôi nhận ra rằng công nghệ màng lỗ hạt nhân là một công nghệ cốt lõi, ví dụ như cây, công nghệ màng lỗ hạt nhân là thân cây, và từ đó có thể phát triển nhiều nhánh và vô số lá - tức là từ công nghệ cốt lõi này có thể phát triển ra nhiều nhánh công nghệ và các sản phẩm khác nhau.]
[Dựa trên nhận thức này, chúng tôi bắt đầu giải quyết vấn đề về thân cây. Sau khi sử dụng quỹ nghiên cứu khoa học của dự án quốc gia để giải quyết vấn đề thương mại hóa của một nhánh, chúng tôi nhanh chóng đưa sản phẩm ra thị trường. Qua việc quảng bá thị trường, công nghệ màng lỗ hạt nhân đã được áp dụng từ lĩnh vực này sang lĩnh vực khác. Từ đó, chúng tôi có thể liên tục thu hút vốn từ thị trường. Phần vốn này không được sử dụng để phân phối tiền thưởng lớn mà được tái đầu tư vào nghiên cứu. kèo tối nay Bằng cách này, chỉ cần chúng tôi có ý tưởng tốt, chúng tôi có thể phản ứng nhanh chóng, tổ chức lực lượng để bắt đầu nghiên cứu mà không cần trải qua quy trình xin dự án phức tạp. Có thể nói rằng, màng lỗ hạt nhân đã lớn mạnh dần dần nhờ "thức ăn" đầu tiên từ nhà nước và sự nỗ lực của hai thế hệ người Thanh Hoa, dần dần trở thành công nghệ màng cốt lõi của đất nước với nhiều bằng sáng chế độc quyền.
1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của màng lọc là gì?
Vương Ngọc Lan: [Lĩnh vực ứng dụng và giá trị khoa học công nghệ của màng lỗ hạt nhân chưa được công chúng chú ý nhiều. Công nghệ màng lỗ hạt nhân đã được các đội ngũ nghiên cứu của Đại học Thanh Hoa hai thế hệ phát triển trong nhiều năm, và gần đây được công chúng biết đến nhờ nhu cầu ngày càng tăng về khoa học và môi trường. Để thực sự mang lại lợi ích cho nhiều người hơn, công nghệ màng lỗ hạt nhân cần sự hợp tác của các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp quy mô lớn. Chúng tôi chân thành mong muốn các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp có nhu cầu cùng nhau nghiên cứu sâu rộng về công nghệ màng lỗ hạt nhân, do chúng tôi phát triển và đã đạt được vị trí quốc tế, từ đó thúc đẩy sự phát triển không ngừng của công nghệ màng lỗ hạt nhân, mang lại lợi ích cho xã hội bằng cách áp dụng công nghệ.]
|
Vương Ngọc Lan 3. Ứng dụng đa dạng và triển vọng rộng mở của màng đường kính vết tích 1986 4. Ứng dụng của màng đường kính vết tích trong các lĩnh vực khác 1998 [Chị từng nhận bằng tiến sĩ khoa học tự nhiên tại Đại học Waseda của Nhật Bản. Chị từng giữ chức Phó giám đốc phòng thí nghiệm phân tích hạt nhân thuộc Viện nghiên cứu năng lượng nguyên tử Trung Quốc, Giám đốc kỹ thuật kiêm kỹ sư trưởng của công ty Thanh Đồng Shi Jinshi, và từng làm việc tại Đại học Công nghệ Dresden của Đức với tư cách là chuyên gia trao đổi khoa học và công nghệ của Đức.] fellowship Màng hạt nhân chống giả bằng ion nặng - [Chị đã xuất bản nhiều bài báo...] 40 5. Lân Đức Mạc đạt được... tại Hội nghị Sáng lập viên Toàn cầu 2024 30 6. Màng nhân tử được áp dụng chủ yếu trong những lĩnh vực nào? |
