SusChEM: Collaborative Research: Identification of the critical length scales and chemistries responsible for the anti-fouling properties of heterogeneous surfaces

SusChEM:合作研究:确定负责异质表面防污性能的临界长度尺度和化学成分

基本信息

  • 批准号:
    1508049
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-11-15 至 2019-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this project funded by the Environmental Chemical Sciences Program in the Chemistry Division at the National Science Foundation, Professors Meagan S. Mauter of Carnegie Mellon University and Ayse Asatekin of Tufts University characterize the fundamental mechanisms of foulant adhesion to naturally occurring surfaces. The ability to prevent soiling of a surface (prevent fouling) has many practical applications in both biomedical and marine applications. This research is leading to a new class of fouling resistant surfaces that enable energy savings. The ability to use anti-fouling membranes (i.e., filters that do not become clogged) to remove salt from sea water (desalinization) is also a potential benefit of this research. Two graduate and several undergraduate students involved in this research gain interdisciplinary knowledge and skills, and disseminate their work through publications and presentations. This work involves polymer synthesis, colloidal force and deposition experiments, and modeling to evaluate the relative importance of domain size, domain hydrophobicity/hydrophilicity contrast, and domain chemistry in determining foulant adsorption. A library of copolymer films with surface heterogeneity on the length scale of 1 to 10 nm are synthesized and characterized. The material properties are used to model the attachment efficiency of colloids to these heterogeneous surfaces using three models of increasing complexity. These models are validated using colloidal force microscopy and mass-based deposition measurements using a quartz crystal microbalance with dissipation monitoring. Finally, this project explores the role of nanopatterning on colloidal release as a function of shear velocity. Both Professors Mauter and Asatekin are active advocates of broadening the participation of women in science and engineering fields, and incorporate this research into their classes which includes topics in environmental policy, polymer science, and separations.
在这个由美国国家科学基金会化学部环境化学科学项目资助的项目中,卡内基梅隆大学的 Meagan S. Mauter 教授和塔夫茨大学的 Ayse Asatekin 教授描述了污染物粘附到自然表面的基本机制。 防止表面污染(防止结垢)的能力在生物医学和海洋应用中具有许多实际应用。 这项研究正在开发出一种新型的防污表面,可以实现节能。 使用防污膜(即不会堵塞的过滤器)从海水中去除盐(脱盐)的能力也是这项研究的潜在好处。 参与这项研究的两名研究生和几名本科生获得了跨学科知识和技能,并通过出版物和演示传播他们的工作。 这项工作涉及聚合物合成、胶体力和沉积实验以及建模,以评估域尺寸、域疏水性/亲水性对比和域化学在确定污染物吸附中的相对重要性。 合成并表征了长度范围为 1 至 10 nm 的表面异质性共聚物薄膜库。 材料特性用于使用三个复杂性不断增加的模型来模拟胶体与这些异质表面的附着效率。 这些模型通过胶体力显微镜和基于质量的沉积测量(使用带有耗散监测的石英晶体微天平)进行验证。最后,该项目探讨了纳米图案对胶体释放作为剪切速度函数的作用。 毛特教授和阿萨特金教授都是扩大女性在科学和工程领域参与的积极倡导者,并将这项研究纳入他们的课程,其中包括环境政策、聚合物科学和分离等主题。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High Flux Membranes with Ultrathin Zwitterionic Copolymer Selective Layers with ∼1 nm Pores Using an Ionic Liquid Cosolvent
使用离子液体共溶剂制备具有孔径≤1 nm 的超薄两性离子共聚物选择性层的高通量膜
  • DOI:
    10.1021/acsapm.9b00409
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Bengani;Sadeghi, Ilin;Lounder, Samuel J.;Panzer, Matthew J.;Asatekin, Ayse
  • 通讯作者:
    Asatekin, Ayse
Zwitterion-containing polymer additives for fouling resistant ultrafiltration membranes
用于防污超滤膜的含两性离子聚合物添加剂
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2017.03.034
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Kaner, Papatya;Rubakh, Emil;Kim, Do Hyun;Asatekin, Ayse
  • 通讯作者:
    Asatekin, Ayse
Responsive filtration membranes by polymer self-assembly
聚合物自组装响应过滤膜
  • DOI:
    10.1142/s2339547816500096
  • 发表时间:
    2016-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kaner, Papatya;Bengani;Sadeghi, Ilin;Asatekin, Ayse
  • 通讯作者:
    Asatekin, Ayse
Simple Surface Modification of Poly(dimethylsiloxane) via Surface Segregating Smart Polymers for Biomicrofluidics
通过用于生物微流体的表面隔离智能聚合物对聚(二甲基硅氧烷)进行简单的表面改性
  • DOI:
    10.1038/s41598-019-43625-5
  • 发表时间:
    2019-05-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    A. Gokaltun;A. Gokaltun;A. Gokaltun;Young Bok Abraham Kang;M. Yarmush;M. Yarmush;O. B. Usta;A. Asatekin
  • 通讯作者:
    A. Asatekin
Extremely fouling resistant zwitterionic copolymer membranes with ~ 1 nm pore size for treating municipal, oily and textile wastewater streams
孔径约为 1 nm 的极防污两性离子共聚物膜,用于处理市政、含油和纺织废水流
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2017.08.058
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Bengani;Zaf, Ruken Dilara;Culfaz;Asatekin, Ayse
  • 通讯作者:
    Asatekin, Ayse
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ayse Asatekin其他文献

Thermal and structural properties of polyzwitterions: Effects of monomer chemistry and salt addition
多两性离子的热和结构特性:单体化学和盐添加的影响
  • DOI:
    10.1016/j.tca.2023.179617
  • 发表时间:
    2023-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    John Thomas;Sammie Chum;William Deucher;Abhishek Mondal;Ayse Asatekin;Peggy Cebe
  • 通讯作者:
    Peggy Cebe
Sol−Gel Synthesis of Vanadium Oxide within a Block Copolymer Matrix
嵌段共聚物基质中氧化钒的溶胶-凝胶合成
  • DOI:
    10.1021/cm060119s
  • 发表时间:
    2006-05-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    E. Olivetti;Jong Hak Kim;D. Sadoway;Ayse Asatekin;A. Mayes
  • 通讯作者:
    A. Mayes
Surface-segregating zwitterionic copolymers to control poly(dimethylsiloxane) surface chemistry
  • DOI:
    10.1039/d3tb02164e
  • 发表时间:
    2023-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    A. Aslihan Gokaltun;Luca Mazzaferro;Martin L. Yarmush;O. Berk Usta;Ayse Asatekin
  • 通讯作者:
    Ayse Asatekin

Ayse Asatekin的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ayse Asatekin', 18)}}的其他基金

NSF-DFG CONFINE: Lithium ion transport in self-assembled zwitterionic nanochannels containing ionic liquids
NSF-DFG CONFINE:含有离子液体的自组装两性离子纳米通道中的锂离子传输
  • 批准号:
    2234243
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative research: Rates and Mechanisms of Biofouling and Mineral Scaling on Zwitterionic Amphiphilic Copolymer Surfaces
合作研究:两性离子两亲性共聚物表面生物污垢和矿物结垢的速率和机制
  • 批准号:
    1904465
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Multi-functional membrane selective layers by interfacial free radical polymerization
通过界面自由基聚合制备多功能膜选择性层
  • 批准号:
    1703549
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Self-Assembly of Zwitterionic Amphiphilic Copolymers for Membranes with Sharp, Tunable Pore Size
职业:用于具有尖锐、可调孔径的膜的两性离子两亲共聚物的自组装
  • 批准号:
    1553661
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Fouling Resistant Ultrafiltration Membranes: Effect of Additive Polymer Architecture
防垢超滤膜:添加剂聚合物结构的影响
  • 批准号:
    1437772
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于交易双方异质性的工程项目组织间协作动态耦合研究
  • 批准号:
    72301024
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
医保基金战略性购买促进远程医疗协作网价值共创的制度创新研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    45 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向协作感知车联网的信息分发时效性保证关键技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于自主性边界的人机协作-对抗混合智能控制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向5G超高清移动视频传输的协作NOMA系统可靠性研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: SUSCHEM: Engineering Polymer-Nanocatalyst Membranes for Direct Capture of CO2 and Electrochemical Conversion to C2+ Liquid Fuel
合作研究:SUSCHEM:用于直接捕获 CO2 和电化学转化为 C2 液体燃料的工程聚合物纳米催化剂膜
  • 批准号:
    2324346
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SUSCHEM: Engineering Polymer-Nanocatalyst Membranes for Direct Capture of CO2 and Electrochemical Conversion to C2+ Liquid Fuel
合作研究:SUSCHEM:用于直接捕获 CO2 和电化学转化为 C2 液体燃料的工程聚合物纳米催化剂膜
  • 批准号:
    2324345
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SusChEM: Collaborative Research: Identification of the critical length scales and chemistries responsible for the anti-fouling properties of heterogeneous surfaces
SusChEM:合作研究:确定负责异质表面防污性能的临界长度尺度和化学成分
  • 批准号:
    2023847
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SusChem Collaborative Research: Process Optimization of Novel Routes for the Production of bio-based Para-Xylene
SusChem 合作研究:生物基对二甲苯生产新路线的工艺优化
  • 批准号:
    2005905
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SusChEM: Collaborative Research: Efficient biological activation and conversion of short-chain hydrocarbons
SusChEM:合作研究:短链碳氢化合物的高效生物活化和转化
  • 批准号:
    1938893
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了