Hogyan nanoresheto
Hogyan nanoresheto
Három kilenc nyertesek élő és dolgozó Dubna. Ez Pál Apel, helyettes FLNR Központ Applied Physics (LNR - Laboratóriumi Magreakciók G.N.Florova ;. JINR - Közös Nukleáris Kutatóintézet), a kémiai tudományok doktora; Professzor Jurij Denisov, a JINR Igazgatóság tanácsadó, műszaki tudományok doktora; Dmitry Shchegolev, helyettes főigazgatója CJSC "Trackpore technológia". Itt van az ötlet, termelő pálya membránok gyorsítók kezdődött a hosszú út, hogy kiadja eszközök plazmaferezishez ipari méretekben. Az ugyanazon egyedülálló technológia pálya membránok - nanoresheta, amelyen keresztül a vér alatt vetített plazmaferezis - kidolgozott FLNR vissza a 70-es években. a múlt században.
Plazmaferezis - eltávolítását a testrész a vérplazmában a benne tárolt káros anyagok. A módszer a membrán elválasztás plazmaferezishez vér frakcionálására segítségével egy plazma szűrő. Plazma szűrő - eldobható steril eszköz, amely egy több porózus pályán membránok. A pórusok a membránszűrő a vért, a plazma elválasztásához más vérkomponensek. Így, mialatt áthaladnak a plazma szűrőn vérplazmában tartalmazó káros anyagokat és az előtét, eltávolítjuk a vérből és más vérkomponensek vissza a vénába a speciális plazmozameshchath oldatot. Plazma csere széles körben használják a klinikai gyakorlatban. Ajánlatos a kezelést több mint 200 betegségek. Mint egy hatékony módszer a méregtelenítés, plazmaferezist széles körben használják a kardiológia, toxikológiai, bőrgyógyászati, kozmetológiai, a fertőző betegségek kezelésére, a betegségek a belső szervek és a légzőszervek.
Pálya - egy átmenő lyuk?
Azok, akik nem elfelejteni középiskolai fizika, tudjuk, hogy a pályán - a pálya egy elemi részecske. De nem hiszem, hogy a pálya membránnal abban a pillanatban, amikor a gerenda nehéz ionok által termelt gyorsítót, áll szemben a polimer film. Igen, a részecskék nyomot hagyhat, vagy különben a fizikusok azt mondják, sugárkárosodás csatornákat. De ezek a csatornák nem keresztül. Azaz a számokat - nem ez a pórusokat.
- A tény az, - mondja Paul Apel, - hogy egy ion belépő gyanta oszlopon, megtöri a molekulái darabokra az út mentén. Egyes darabok halmazállapotú. Szökését, alkotnak, nem Nanocavities egymással formájában az egyes kis downstream ion uszadék. Meg kell figyelembe venni, hogy minden polimer eredményeként nem ideális elhelyezése a makromolekulák kezdetben Nanocavities; számuk, mint a tulajdonság minden egyes polimerre jellemző a „szabad térfogat”. Pályák ionok jelentősen növeli a szabad térfogat a polimer. Ahhoz, hogy távolítsa el a darab törött molekulák Nanocavities és egyesítése, alkotó egyik pórusokon keresztül egy előre meghatározott méretű, szükséges, hogy végezzen expozíció után a film kémiai maratással.
Amellett, hogy a szabad tér, számos tényező, amely hozzájárul a szelektív kémiai maratás a pályán, és mi céltudatosan használja a technológiát. Azonban a szabad térfogat tényező még mindig meghatározó. " Jellemzően nyomon membrán kiválasztott lehet sűríteni polimert a kapott pórusszerkezet nagyon eltér az alapanyag: az erősebb pályán eltér a készítmény az anyag, annál jobb a minősége a membrán.
Technológiailag úgy néz ki úgy. Egy tekercs filmet, automatikusan visszacsévélés az egyik tengely másik, egy speciális kamrában (ábra. 1) besugározzuk ionok érkező a gázpedált. Itt adja meg a sűrűsége pórusok négyzetcentiméterenként. A pórusok elosztva a területen a polimer, az ionok a gerenda - véletlenszerűen meg.
Ezután, a film elhalad fotoszenzibilizálódást lépésben - kezeljük ultraibolya sugárzás. Annak hatása a maradványai a törött molekulák a pályák felgyorsítja a későbbi kémiai maratás. Változtatásával a maratási kémiai kezelés mód - hőmérséklet, idő, koncentráció vagy kémiai kezelést, lehetőség van beállítani a kívánt pórusméret a membránban. Egy és ugyanaz a beállítás mi pórusméretű membránok a 30 vagy 50 nm-es, 4-es vagy 7 m. Azaz, egy kémiai kezelési lépésben változhat pórusátmérő tartományban több nagyságrenddel.
Teljesítmény gyorsító, „átalakított”, hogy egy bizonyos mennyiségű végtermék átmérőjétől függ, és sűrűsége a membrán pórusait. Egy tipikus értékei LNR gyorsítók a termelés 100 négyzetméter. m film óránként. A tervezett „Beta” projekt gyorsító teljesítmény többszöröse, mert ez lesz optimalizálva a megcélzott sebességfokozatban A / Z (atomsúlya egy kémiai elem az ion töltése), és nem lesz szükségtelen ez az alkalmazás „lehetőségek”: a lehetőséget, változó mágneses mező és egyéb paramétereket. Ebben az évben a gázpedál képesnek kell lennie arra, hogy készítsen akár egymillió négyzetméter track-maratott membránok.
Lövés inert gáz
A film verte permetezésre inert gáz ionok. Miért őket? „Mi az inert gáz ionok számos okból - magyarázza Paul Apel. - Ezek a részecskék kényelmes, mert miatt kémiai semlegesség nem elrontani semmit az ion forrás és a cél. " Ionjai elemet bombázáshoz a polimer sok tényezőtől függ. Például, a gázpedál. Ionok azonos gáz lehet néhány megközelíteni a gázpedált, és egy másik - nem. Mondjuk, a gázpedál a tandem, amelyeket gyorsított első részében a negatív töltésű ionok, akkor azok feltölthető és gyorsítani a pozitív töltés, amelyek nem tartoznak a kémiai elemek, amelyek nem termelnek negatív ionokat. Egy másik szempont kiválasztásának gáz - atomsúly. A nehezebb ionok, annál jobb „mart” elkészítette a pálya, és annál könnyebb megszerezni a pórusokat a nanométeres tartományban.
Mi határozza meg a méret a gázpedál
Ahhoz, hogy a termelés gazdaságos volt, optimális aránya a termelési költségek és a termék minősége. Ezért, ha megteremti a „technológiai” gyorsító kell, egyrészt, hogy minimálisra csökkentsék a méretét és az energiafogyasztás, másrészt - a gyorsító nyaláb energia elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy megtörje a kívánt rétegvastagságot. És atomsúlyától ionok elég magasnak kell lennie, hogy betörjön a film pálya alkalmas sugárzás károsíthatja. Továbbá, a nyaláb intenzitását kell gazdaságilag indokolt. Ezekből a megfontolásokból és a kiválasztott gyorsítók.
U-400 gyorsítószelep FLNR amelyen a legtöbb munkát végzett besugárzása a polimer filmek, amelynek átmérője 4 m a mágneses pólusok, és a felhasznált energia 1,5 MW. Az ipari termelés egy kicsit sok. Ezért, néhány évvel ezelőtt a LNR épült egy kis ciklotron IC-100 átmérőjű oszlopot 1 m, míg az energiafogyasztás mintegy 150 kW. Az energia nyaláb a xenon vagy kripton, ionok az IC-100 1,2 MeV / u. Ő, mint a fény intenzitása kisebb, mint az U-400, de a gyakorlati problémák elég. A sugár IC-100 átszúrja polimer film 20 mikrométer vastag. Ezért, ez a gyorsító lehet elvégezni pályán membránokat 1-20 mikron vastagságú. Egy ilyen gép a termelés membránok már gazdaságilag megvalósítható - ez kifizetődő, és elég termékeny.
Mindazonáltal, a hasznossági szempontból az IC-100 „túl jó”. Accelerator Laboratory Magreakciók, építésével, vezetett a gondolat, hogy beleférjen egy kis beépítési méret a maximális számú lehetőségeket. Mint mindig az ilyen esetekben a tervezési munka szinte szélsőséges körülmények között. Ezért a rendszeres évben hajózható, ez a gép nem optimális. Inkább ez egy univerzális állvány fejlesztésének feldolgozási feladatot.
Az új komplexum „Beta” vállalkozás „Trackpore Technology” lesz építeni egy gyorsító, sokkal jobb teljesítményt és nagyon egyszerű, tervezték, hogy csak egyféle ion. Ez gyorsító pólus átmérője körülbelül két méter. Két év, és megtervezik, és gyártása.
A technológia - egyedülálló
Mint kiderült, a termelési plazmaferezatorov pályán membránok léteznek csak Oroszországban, bár az ötlet előállítására porózus fóliák, sugárzás alkalmazásával a töltött részecskék, majd maratással - az Egyesült Államokban. Az amerikaiak kezdett termelni ezeket a membránokat üzemanyag hasadási atomreaktorok. A hasadási a legtöbb atommagok - radioaktív izotópok. Ezért a film nem tud dolgozni néhány hónapig expozíció után: szükség van, hogy fenntartsák, amíg alábbhagy az elfogadható szintű radioaktivitást. A nagyobb sűrűségű pórusok, annál több problémát radioaktivitással membránok. Akkor következik be, és az ehhez kapcsolódó probléma radioaktív hulladék ártalmatlanítására film rézkarc.
A mi előnye az, hogy az ajánlat akadémikus Georgi Nyikolajevics Flerov: előállításához használt pálya maratott membránok gyorsító gerendák nehéz ionok. Nincs probléma a radioaktivitás nem vetődik fel. A film teljesen biztonságos közvetlenül a gyártás után. A Szovjetunióban egy ilyen Eljárás vágány membránok végeztünk először a világon. Fokozatosan, a 90-es években. után FLNR és mások kapcsolva a termelés a vágány membránok segítségével gyorsítók. És ma az a néhány vállalat a világon, termelő pálya membránok, így például a mi - a gyorsító. A plazmaferezis technológia alkalmazásával ilyen membránok eddig csak Oroszországban. Csak Dubna.