Poros irregulares Caudales bajos:los filtros de membrana de plástico utilizados en la filtración estéril no siempre garantizan que las condiciones sean realmente estériles. Las membranas filtrantes de óxido de aluminio son más fiables:el tamaño de los nanoporos se puede determinar con precisión. Incluso los virus más pequeños no pueden atravesar la membrana.

Los buenos se guardan los malos eliminados - eso, en una palabra, es el principio detrás de la filtración estéril:una membrana de filtración libera líquidos de partículas y gérmenes no deseados. Nada más grande que los poros del filtro, sólo unas diez milésimas de milímetro de diámetro, puede pasar. Membranas convencionales, generalmente de plástico, vienen con limitaciones:sus poros no están distribuidos uniformemente y en ocasiones son demasiado anchos, y las partículas se deslizan después de todo. Las membranas de filtración convencionales tampoco tienen prácticamente ninguna forma de detener los virus:debido a que la mayoría de los virus son más pequeños que los poros, esta tecnología no ofrece forma de filtrarlos.

Ahora, investigadores del Instituto Fraunhofer de Mecánica de Materiales IWM en Halle, Alemania, han creado una nueva generación de membranas de filtración:desarrollaron membranas cerámicas con una estructura de poros uniforme y una distribución muy ajustada y uniforme del tamaño de los poros. "En comparación con las membranas cerámicas que hemos visto anteriormente, ofrecen una mejor estabilidad mecánica y caudales considerablemente más altos. Como resultado, por primera vez también pueden reemplazar las membranas de polímero ", señala Annika Thormann, gerente de proyectos en IWM. Estas membranas garantizan resultados de filtración mucho más fiables que las membranas de polímero. Las imágenes de microscopio electrónico de las membranas demuestran:los poros se alinean regularmente uno junto al otro como los panales en una colmena, uno idéntico al siguiente.

Para producir tales membranas de filtración, lo que se requiere primero es la materia prima adecuada:"Utilizamos aluminio de alta pureza que moldeamos a la forma deseada mediante equipo de extrusión y estructuración termomecánica", Thormann explica. Pero, ¿cómo se pueden crear poros diminutos en una placa de aluminio con tanta precisión? "Una reacción química hace el trabajo", Thormann dice. La pieza de aluminio moldeada se coloca en un baño ácido donde tiene lugar la oxidación anódica. Durante la electrólisis se forma una capa de óxido de unas pocas micras de espesor en la superficie. "Se forman minúsculos poros en el aluminio durante la oxidación, "Explica Thormann. Estos nanoporos tienen forma de panal, vertical a la superficie, y están dispuestos en paralelo entre sí. "Para establecer el tamaño de los poros, tenemos que mantener estable el voltaje y la concentración del ácido ", Notas de Thormann. El grosor de la capa nanoporosa y, por tanto, el caudal de la membrana en sí, también se puede ajustar mediante la duración del proceso de oxidación. En el final, el único paso que queda es abrir los poros. Este paso se logra con grabado químico para eliminar el aluminio residual innecesario.

El resultado:membranas de filtración de alta precisión con un alto nivel de porosidad. "Podemos variar los diámetros de poro entre 15 y 450 nanómetros", dice Thormann. A 15 nanómetros, incluso los virus más pequeños no tienen ninguna posibilidad de infiltrarse. Las nuevas membranas de filtración son especialmente beneficiosas para la biotecnología. Además del uso de las propiedades de filtración para producir medios estériles, las membranas también pueden facilitar la ingeniería de tejidos (el cultivo de tejido artificial) gracias a su alta porosidad.