Sokkoló módszer a nanopórusos anyagok előállítására

Brit kutatók új módszert fejlesztettek ki a nanopórusos anyagok előállítására, amelyek potenciálisan rengeteg célra felhasználhatók, a víztisztítástól a kémiai érzékelőkig.

Nanopórusok elektronmikroszkópos képe

Porózus anyag előállításához több komponensre van szükség. Amikor a kisebb mennyiségben jelenlevő összetevőt eltávolítják, apró pórusok maradnak vissza a helyén. Egészen mostanáig a nanopórusos anyagok előállítása korlátozott volt, mert úgy gondolták, hogy a kisebbik összetevőnek kapcsolódnia kell a szerkezet minden részén, beleértve a felszínt is azért, hogy eltávolítható legyen.

A Nature Materials legújabb számában publikált új kutatás azonban a porózus szerkezetek sokkal hatékonyabb, rugalmasabb módját ismerteti. A kollektív ozmotikus sokknak (COS - collective osmotic shock) elnevezett módszert a Cambridge-i Egyetem kutatói dolgozták ki. A kutatók kimutatták, hogy az ozmotikus erők felhasználásával még akkor is porózussá (vagy nanopórusossá) tehetők az anyagok, ha a kisebbik komponenseket teljesen körbezárja az alapanyag.

A cikk vezető szerzője, Easan Sivaniah a következőképpen magyarázza a folyamatot. "A kísérlet nagyon hasonló ahhoz a tantermi bemutatóhoz, amelyhez egy sós vízzel töltött léggömböt használnak. Hogyan szabadítható ki a só a léggömbből? A válasz: tegyük ivóvízbe a léggömböt. A só nem tud távozni a léggömbből, de a víz be tud jutni azért, hogy csökkentse a léggömbben lévő oldat sókoncentrációját. Ahogy egyre több víz áramlik be, a léggömb megduzzad és végül szétpukkad, teljesen kibocsátva a sót."

"Kísérleteinkben lényegében ezt a hatást mutattuk be olyan anyagokban, ahol kis összetevők voltak bezárva. Az apró robbanássorozatok összeköttetést teremtettek a létrejött üregek és a külvilág között. Így kijutottak a bezárt komponensek, és nyitott pórusokkal ellátott anyagot hagytak maguk után." - magyarázza Sivaniah.

A kutatók azt is bemutatták, hogy az egyedi módszerrel létrehozott nanopórusos anyagokból olyan szűrőket lehet létrehozni, amelyek képesek egészen parányi részecskéket eltávolítani a vízből. Sivaniah hozzáfűzte, hogy a szűrő már most hatékony akár a nehézfémekkel szennyezett víz megtisztítására is, de bízik abban, hogy hamarosan képesek lesznek olyan szűrőket is előállítani, amellyel a tengervizet lehet olcsón és egyszerűen ihatóvá tenni.

Magyarok és nanotechnológia

A "nano" görög eredetű szó, jelentése törpe. 1 nanométer = 10^-9 méter, azaz a nanométer a méter egymilliárdod része. A nanotechnológia olyan eljárásokkal dolgozik, amelyek segítségével ilyen apró objektumokat lehet előállítani. A nanotechnológia legfontosabb vívmánya, hogy általa képesek vagyunk az anyagot lényegében atomonként, molekulánként összerakni, s ilyen módon különleges tulajdonságú anyagokat tudunk előállítani: megkarcolhatatlan autófestéket, szabályozható fényáteresztésű napszemüveget, antibakteriális hatású csempefugát stb. Néhány hazai eredmény:

Már itthon is gyártanak titanát-nanocsöveket

Kutyákon tesztelik az új magyar csípőprotézist

Jól vizsgázott az új, magyar fejlesztésű nano-fertőtlenítőszer

Magyar kutatók új módszere ételmérgezések ellen