Search

This work is dedicated to the study of transport properties of solid-state nanopores. Nanopores with a diameter of 35-40 nm formed in a thin "free-standing" silicon nitride membrane of 300 nm thick. An experimental setup has been developed to study the transport characteristics of a single nanopores. Based on the results of electrical measurements, the pore conductivity was calculated for concentrations of KCl electrolyte in the range of 10^(-4) - 1 M. An increase of nanopore conductivity was observed with an increase of the electrolyte concentration above 10^(-)2 M. This dependence can be explained by the electrical double layer overlapping that leads to appearance of a charged region inside the nanopore., Данная работа посвящена изучению транспортных свойств твердотельных нанопор. Нанопоры диаметром 35-40 нм были сформированы в тонкой "свободно стоящей" мембране из нитрида кремния толщиной 300 нм. Была разработана экспериментальная установка для изучения транспортных характеристик одиночных нанопор. На основании результатов электрических измерений была рассчитана проводимость нанопор для концентраций электролита KCl в диапазоне 10^(-4) – 1 М. Увеличение проводимости нанопор наблюдается при увеличении концентрации электролита выше 10^(-2) М. Эта зависимость может быть объяснена перекрытием двойного электрического слоя, что приводит к появлению заряженной области внутри нанопор.

На основе молекулярно-динамического моделирования исследована система «нанопористый материал молекулярный водород». Спецификой исследуемой системы является то, что длина свободного пробега молекул больше, чем характерный размер нанопор. Взаимодействие между молекулами водорода описывалось адаптивным межмолекулярным потенциалом, разработанным для описания углеводородных систем. Рассчитаны радиальные распределения плотности газа и скоростей молекул в нанопорах различного размера. Изучено влияние характера взаимодействия стенок нанопор с молекулярным водородом на кинетические свойства газа и адсорбционные свойства нанопористого материала., The nanoporous material molecular hydrogen system is studied by molecular dynamics simulation. This system is peculiar in that the free path of molecules is larger than the characteristic size of nanopores. Interaction between hydrogen molecules is described by the adaptive intermolecular potential developed for the description of hydrocarbon systems. Radial distributions of gas density and molecule velocity in nanopores of different size are calculated. The influence of the nanopore wall molecular hydrogen interaction on the kinetic properties of gas and adsorption properties of a nanoporous material is studied.

На сегодняшний день серьезной экологической проблемой является повсеместное появление масел в почве, промышленных сточных и грунтовых вод. Удаления масляных загрязнений из сточных вод представляет собой проблему, особенно когда они присутствуют в низких концентрациях. Данное исследование направлено на оценку эффективности применения микрофильтрационных мембран с нанопорами в качестве эффективного материала для поглощения масла из промышленных сточных вод.