Cercetătorii Laboratorului Cavendish, din cadrul Universității Cambridge, coordonați de dr. Easan Sivaniah, au dezvoltat o nouă metotă de a crea materiale nanoporoase ce au potențiale aplicații în multe arii de activitate, de la purificarea apei și până la senzorii chimici.

 

Producerea unui material poros implică mai multe componente. Atunci când componenta minoră este îndepărtată, mici pori rămân în locul său. Până acum, realizarea de materiale nanoporoase era limitată, deoarece se credea că o componentă minoră trebuia conectată atât printr-o structură cât și pe exteriorul ei și apoi înlăturată pentru a obține caracteristica nanoporoasă a unui material.

Acum, un nou studiu a demonstrat o metodă mult mai eficientă și mai flexibilășocul osmotic colectiv (COS) – pentru crearea structurilor poroase. Cercetarea specialiștilor de la Cambridge a demonstrat cum, prin folosirea forțelor osmotice, chiar și structuri ce au componente minore complet încapsulate într-o matrice pot fi făcute poroase (sau nanoporoase).

Experimentul este oarecum similar cu demonstrația de școală generală care folosește un balon cu apă salină. Cum face cineva să elibereze sarea din balon? Soluția este introducerea balonului într-o baie de apă dulce. Sarea nu poate părăsi balonul, dar apa poate intra și astfel reduce salinitatea din balon. Pe măsură ce tot mai multă apă intră, balonul se umflă și în final explodează eliberând complet sarea.

În experimentul britanicilor, oarecum același principiu funcționează în cazul componentelor minore captive, printr-o serie de mici „explozii” conectate între ele dar și cu exteriorul, care eliberează componentele captive și lasă în urmă un material poros deschis.

Cercetătorii au demonstrat și cum materialele nanoporoase create prin procesul unic pot fi folosite pentru a dezvolta filtre capabile să îndepărteze particule minuscule din apă. Potrivit dr. Sivaniah, este vorba despre un sistem de epurare eficient care ar putea fi utilizat cu succes în țările cu acces limitat la apă potabilă, sau pentru a înlătura metalele grele și deșeurile industriale din sursele de apă subterană.

Țelul cel mai ambițios și pe termen lung al echipei este să folosească noua tehnologie pentru a transforma apa de mare din apă potabilă, prin intermediul unor mijloace low-tech și low-power. Alte aplicații explorate sunt în sensul fotonicii și al optoelectronicii, în cadrul cărora materialele COS promit să se arate eficiente pe post de senzori care își schimbă culoarea ca răspuns la detectarea unor cantități de substanțe chimice, sau pentru  în strucuta componentelor optice.

Sursa

Foto