เมื่อเราหายใจเข้าไป อากาศจะเคลื่อนผ่านหลอดลมเล็ก ๆ ที่มีลักษณะคล้ายทางเดินของปอดไปจนถึงถุงลม โครงสร้างคล้ายถุงเล็กๆ เหล่านี้มีเยื่อบุผิวที่ไม่ชอบน้ำหนาไมครอนอยู่ด้านในและด้านนอกชอบน้ำ โครงสร้างพิเศษนี้ช่วยให้แน่ใจว่าอากาศจะไม่กระจายเข้าสู่กระแสเลือดโดยตรง ซึ่งจะสร้างฟองอากาศที่ไม่จำเป็น (และเป็นอันตราย) แต่ช่วยให้การแลกเปลี่ยนก๊าซสองทางมีประสิทธิภาพระหว่าง
กระแสเลือดและปอด ทีมนักวิจัย
จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกาได้ออกแบบระบบเร่งปฏิกิริยาแบบใหม่ที่ทำงานในลักษณะเดียวกับที่ปอดของเราใช้หมุนเวียนน้ำและเชื้อเพลิงผ่านปฏิกิริยาการวิวัฒนาการของออกซิเจนและปฏิกิริยาการลดออกซิเจน (OER และ ORR) ปฏิกิริยาเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีพลังงานสะอาด เช่น เซลล์เชื้อเพลิงและแบตเตอรี่โลหะ-อากาศ
“กระบวนการหายใจของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นกระบวนการที่เรียบง่าย เนื่องจากเป็นไปตามธรรมชาติ แต่จริงๆ แล้วเป็นระบบที่ออกแบบโดยธรรมชาติที่ซับซ้อนที่สุดระบบหนึ่งสำหรับการแลกเปลี่ยนก๊าซแบบสองทาง” Jun Liหัวหน้าทีมวิจัยอธิบายนักศึกษาใน กลุ่มของ Yi Cuiที่Department of Materials Science and Engineering ที่ Stanford “ถุงลมมีเมมเบรนหนาไมครอนที่ขับไล่โมเลกุลของน้ำจากด้านใน ในขณะเดียวกันก็ดึงโมเลกุลของน้ำออกมาที่ผิวด้านนอก โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์นี้ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดฟองอากาศและทำให้การแลกเปลี่ยนอากาศมีประสิทธิภาพสูง”
“ระบบอิเล็กโตรคะตาไลติกของเราจำลองโครงสร้างถุงลมและดำเนินการสองกระบวนการที่แตกต่างกัน อย่างแรก OER นั้นคล้ายคลึงกับการหายใจออก โดยที่น้ำจะถูกแยกออกเพื่อผลิตออกซิเจนและก๊าซไฮโดรเจน (เชื้อเพลิงสะอาด) โดยออกซิไดซ์โมเลกุลของน้ำในขั้วบวกของแบตเตอรี่ในขณะที่ลดระดับโมเลกุลที่ขั้วลบ การขนส่งก๊าซอย่างรวดเร็วช่วยขจัดพลังงานของการก่อตัวของฟอง O 2 และช่วยลดศักยภาพที่มากเกินไป” หลี่กล่าว
อย่างที่สอง ORR เลียนแบบกระบวนการสูดดม
ซึ่งสารตั้งต้นของแก๊สจะถูกส่งไปยังเส้นสัมผัสของแก๊ส-ของเหลว-ของแข็งอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อเพิ่มปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาและลดความต้านทานการแพร่กระจายของก๊าซ ที่นี่พลังงานถูกสร้างขึ้นจากปฏิกิริยาที่ใช้ออกซิเจน” เมมเบรน PE แบบมีรูพรุนแบบมีรูพรุนคล้ายถุง
ถุงลมในระบบใหม่นี้เป็นเยื่อแผ่นโพลีเอทิลีน (PE) หนา 12 ไมครอนที่ไม่ชอบน้ำคล้ายกระเป๋า ซึ่งบางกว่าอิเล็กโทรดแบบกระจายแก๊สทั่วไปประมาณ 30 เท่า นักวิจัยสร้างโครงสร้างนี้โดยวางชั้นของตัวเร่งปฏิกิริยาไว้ที่ด้านหนึ่งของเมมเบรน PE สิ่งเหล่านี้ยังทำหน้าที่เป็นชั้นขนส่งประจุและการเคลือบที่ชอบน้ำ จากนั้นม้วนเมมเบรน PE ที่เคลือบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาลงในโครงสร้างกระเป๋าที่มีเฟสของแก๊สอยู่ภายในและเฟสของเหลวอยู่ด้านนอก
เนื่องจากเมมเบรน PE เป็นแบบไม่ชอบน้ำ จึงป้องกันไม่ให้น้ำไหลผ่าน ซึ่งช่วยให้ขนส่งโมเลกุลของแก๊สและประจุได้อย่างรวดเร็ว เช่นเดียวกับในถุงลมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โครงสร้าง PE ที่มีลักษณะเหมือนถุงน้ำจะสร้างสิ่งกีดขวางที่น้ำไม่สามารถทะลุเข้าไปได้ แต่สามารถเข้าถึงได้สำหรับการขนส่งก๊าซแบบสองทาง ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมคือมันยังคงไม่ชอบน้ำเป็นเวลานานกว่าชั้นกระจายแบบคาร์บอนทั่วไปอย่างมาก
ศักยภาพเกินกำลังต่ำเป็นประวัติการณ์
ในระหว่าง OER โมเลกุล O 2 ที่ก่อตัวขึ้นใหม่ จะแพร่กระจายอย่างรวดเร็วจากส่วนต่อประสานตัวเร่งปฏิกิริยา/อิเล็กโทรไลต์ไปยังเฟสของแก๊สโดยไม่มีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเพิ่มเติมในการสร้างฟองอากาศในอิเล็กโทรไลต์ อีกครั้งเหมือนถุงลมของธรรมชาติ อันที่จริง Li และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าพวกเขาสามารถบรรลุศักยภาพสูงสุดที่ต่ำเป็นประวัติการณ์ที่ 190 mV ที่ 10 mA/ cm2 โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจาก Au/ NiFeO x
ปรับปรุงการถ่ายโอนอิเล็กตรอนในเซลล์เชื้อเพลิงเอนไซม์ระหว่าง ORR ก๊าซ O 2 สามารถขนส่งไปยังส่วนต่อประสานตัวเร่งปฏิกิริยา ดังนั้นการเอาชนะความสามารถในการละลายต่ำของออกซิเจนในน้ำ “ผลที่ได้คือความหนาแน่นกระแสไฟที่สูงขึ้นประมาณ 25 เท่าสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากอนุภาคนาโนแบบ Ag/Pt bilayer เมื่อเทียบกับโครงสร้างแบบเรียบทั่วไป” Li กล่าว “การออกแบบเลียนแบบการหายใจนี้มีตัวเร่งปฏิกิริยาสามเฟสที่มีประสิทธิภาพโดยมีความหนาของตัวเร่งปฏิกิริยาน้อยที่สุด”
ระบบแลกเปลี่ยนก๊าซที่เป็นเอกลักษณ์”มันสามารถนำไปใช้กับระบบเร่งปฏิกิริยาแบบหลายเฟสอื่น ๆ ได้อย่างง่ายดาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งปฏิกิริยาวิวัฒนาการของก๊าซและปฏิกิริยาการควบคุมก๊าซ เธอบอกกับPhysics World “ก๊าซมักจะละลายได้ไม่ดีในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นน้ำ เช่น ในปฏิกิริยาสองเฟส ซึ่งจะจำกัดการขนส่งมวลชนสำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในนั้น อุปกรณ์ของเราเป็นระบบแลกเปลี่ยนก๊าซแบบสองทิศทางที่มีประสิทธิภาพสูงและมีเอกลักษณ์เฉพาะที่เส้นสัมผัสสามเฟสของเหลว-ของแข็ง-ก๊าซ และส่งเสริมการขนส่งมวลชนสำหรับทั้งการส่งและปล่อยก๊าซ”
นักวิจัยรายงานงานของพวกเขาในJoule 10.1016/j.joule.2018.11.015กล่าวว่าขณะนี้พวกเขากำลังปรับระบบตัวเร่งปฏิกิริยาให้เหมาะสมกับปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีต่างๆ “เรายังเชื่อว่าเมมเบรนนาโนพีอีสามารถแทนที่ด้วยเมมเบรนที่ไม่ชอบน้ำระดับนาโนอื่น ๆ ที่มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงขึ้น” หลี่กล่าว “ในที่สุด เยื่อหุ้มตัวเองสามารถรวมเข้ากับฟิล์มอื่น ๆ ที่ชอบน้ำ นาโนพอรัส (เช่น วัสดุเซลลูโลส) เพื่อให้ดูดซับน้ำได้อย่างรวดเร็วโดยการกระทำของเส้นเลือดฝอยสำหรับกระบวนการปฏิกิริยาต่อเนื่องและปฏิกิริยาอิเล็กโตรคะตาไลติกที่ส่วนต่อประสานสามเฟส”
คำถามคือ: จำนวนขั้นต่ำของตัวติดตาม – ในกรณีนี้คือ FDG – ที่จะให้ภาพที่เป็นประโยชน์ทางคลินิก? ด้วยเหตุนี้ Sah และเพื่อนร่วมงานจึงวิเคราะห์ผู้หญิง 26 คนติดต่อกัน (อายุมัธยฐาน 51 ปี ช่วง 34-83 ปี) กับผู้ป่วยมะเร็งเต้านมที่ได้รับการยืนยัน
ผู้ป่วยส่วนใหญ่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งเต้านมระยะลุกลาม (19 ราย, 73%) มี 36 รอยโรคเต้านมหลัก (51%); 26 รอยโรค (37%) ของต่อมน้ำเหลืองที่ซอกใบ, ต่อมน้ำเหลืองหรือต่อมน้ำเหลืองภายใน; และเก้ารอยโรค (13%) ของกระดูก ปอด หรือช่องท้อง
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย
