At lave masker ved hjælp af Turings matematiske modeller resulterer i effektive vandfiltre

Et team af forskere ved Zhejiang University i Kina har brugt en matematisk model udviklet af Alan Turing til at skabe en unik type polyamidnet. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres proces, og hvordan de opdagede, at masken kunne bruges til at filtrere vand.

Alan Turing, berømt krakker af den tyske Enigma -maskine, og udvikler af nogle af grundlaget for datalogi, også dabbled i kemi. I 1952, han udgav faktisk et papir, der beskriver en matematisk model, der forklarer, hvordan unikke stribede mønstre hos dyr opstår. Hans matematik beskrev en proces, hvor to kemikalier, når det blandes sammen, skiftes til at afbryde den andens handlinger. I levende væsener, kemikalierne er hormoner, der påvirker egenskaber såsom striber på tigre. Det var på de forskellige måder, hormonerne blev spredt gennem vævene, Alan argumenterede, der forårsagede mønstrene. I denne nye indsats, forskerne satte sig for at skabe et nyt materiale baseret på den model Turning havde skabt.

I stedet for at bruge biologisk materiale, forskerne brugte en type polyamid - det fremstilles normalt ved at omsætte trimesoylchlorid og piperazin. For at gøre det diffust på måder beskrevet af Turings model, holdet tilføjede polyvinylalkohol. Resultatet var et nylonlignende net, hvis egenskaber kan justeres ved at ændre ingredienserne i reaktionen. I en sådan form, mesh resulterede i et materiale, der lignede forskerne et filter. Overrasket, de testede det for at se, hvor godt det kunne fjerne salt fra vand. De rapporterer, at materialet var i stand til at filtrere store salttyper mere effektivt end nuværende metoder - det tillod mindre salt igennem, samtidig med at der tillades mere vand. Yderligere test viste, at deres unikke filter var i stand til at håndtere 125 liter vand i timen, når det blev sat under pres. Det fjernede også cirka tre gange så meget salt som konventionelle filtre. Forskerne forventer ikke, at filteret vil blive brugt i afsaltningsanlæg, dog - filtre i sådanne planter skal kunne fjerne bittesmå salte. Men, de bemærker, filtrene kan vise sig at være nyttige til rengøring af produktionsaffald. De bemærker også, at deres arbejde viser, at der er muligheder for at bruge Turings ideer til at lave nyttige produkter.

© 2018 Phys.org