A técnica Langmuir-Blodgett para preparar uma nanofolha de polímero - um precursor para membranas porosas inteligentes. Crédito:Yuya Ishizaki
Um grupo de pesquisa desenvolveu uma membrana porosa inteligente seletiva de íons que pode responder a estímulos externos, potencialmente pavimentando o caminho para novas aplicações em aplicações de detecção e separação molecular.
Filmes finos porosos têm atraído a atenção de cientistas devido ao seu potencial uso em sensores, captação de energia, e separação íon / molecular.
Propriedades nanoestruturadas, como o tamanho dos poros, espessura, e densidade do filme, afetam a seletividade molecular e a permeabilidade molecular. As propriedades da superfície também têm um impacto significativo na seletividade molecular.
Portanto, é importante ser capaz de controlar as nanoestruturas 3D e as propriedades de superfície de filmes porosos ultrafinos.
Pesquisas anteriores lançaram luz sobre membranas porosas inteligentes, que são cobertos por moléculas que podem responder a estímulos externos, como luz, temperatura, e pH. No entanto, sua aplicação a filmes finos porosos com uma espessura de filme extremamente fino abaixo de 10 nm provou ser um desafio imenso para os cientistas.
"Em nosso estudo, tivemos sucesso no desenvolvimento de SiO poroso responsivo 2 filmes finos com uma espessura de filme extremamente fina de 8 nm com uma superfície uniformemente coberta em um agente de acoplamento de silano responsivo ao pH, "disse Yuya Ishizaki da Escola de Graduação em Engenharia da Universidade de Tohoku e co-autor do estudo." O filme fino poroso responsivo pode ajustar a carga superficial dependendo da mudança de pH na solução, resultando em permeação seletiva de íons. "
Para preparar os filmes porosos com uma estrutura controlada com precisão em escala nm, o grupo de pesquisa focou em filmes finos de polímero contendo silsesquioxanos, que têm estruturas de gaiola exclusivas.
Os filmes de polímero foram fabricados usando a técnica de Langmuir-Blodgett, escolhido porque fornece controlabilidade em escala molecular na espessura do filme. As nanofolhas de polímero Langmuir-Blodgett também possibilitam a fabricação de SiO poroso 2 filmes finos com nanoestruturas controladas por irradiação UV direita simples em condições ambientais.
"Planejamos desenvolver membranas de separação altamente eficientes e materiais de detecção que aproveitem a espessura da película extremamente fina e as propriedades de superfície controladas no futuro, "adicionou Ishizaki.
