(PhysOrg.com) - Una nueva investigación sobre nanomateriales de la Universidad de Buffalo podría conducir a nuevas soluciones para un antiguo problema de salud pública:cómo separar las bacterias del agua potable.

A simple vista tanto las moléculas de agua como los gérmenes son invisibles:objetos tan pequeños que se miden con el nanómetro, una unidad de longitud alrededor de 100, 000 veces más delgado que el ancho de un cabello humano.

Pero a nivel microscópico, los dos en realidad difieren mucho en tamaño. Una sola molécula de agua tiene menos de un nanómetro de ancho, mientras que algunas de las bacterias más diminutas son un par de cientos.

Trabajando con un tipo especial de polímero llamado copolímero de bloque, Un equipo de investigación de la UB ha sintetizado un nuevo tipo de nanomembrana que contiene poros de aproximadamente 55 nanómetros de diámetro, lo suficientemente grandes como para que el agua se deslice fácilmente. pero demasiado pequeño para las bacterias.

El tamaño de poro es el más grande que se ha logrado hasta la fecha utilizando copolímeros de bloque, que poseen propiedades especiales que aseguran que los poros estén espaciados uniformemente, dijo Javid Rzayev, el químico de la UB que dirigió el estudio. Los hallazgos fueron publicados en línea el 31 de enero en Nano letras y aparecerá en la edición impresa de la revista a finales de este año, con el estudiante graduado de química de la UB, Justin Bolton, como autor principal.

"Estos materiales presentan nuevas oportunidades para su uso como membranas de filtración, "dijo Rzayev, un profesor asistente de química. "Las membranas comerciales tienen limitaciones en cuanto a la densidad de los poros o la uniformidad del tamaño de los poros. Las membranas preparadas a partir de copolímeros de bloque tienen una distribución de poros muy densa, y los poros son uniformes ".

"Hay mucha investigación en esta área, pero lo que nuestro equipo de investigación pudo lograr es ampliar el rango de poros disponibles a 50 nanómetros de diámetro, que anteriormente era inalcanzable mediante métodos basados ​​en copolímeros de bloques, "Rzayev continuó." Hacer los poros más grandes aumenta el flujo de agua, lo que se traducirá en ahorros de tiempo y costos. Al mismo tiempo, Los poros de 50 a 100 nm de diámetro son lo suficientemente pequeños como para no permitir el paso de bacterias. Entonces, ese es un punto óptimo para este tipo de aplicación ".

La nueva nanomembrana debe sus cualidades especiales a los polímeros que los científicos utilizaron para crearla. Los copolímeros de bloque se componen de dos polímeros que se repelen entre sí pero que están "cosidos" entre sí en un extremo para formar el copolímero único.

Cuando se mezclan muchos copolímeros de bloque, su repulsión mutua los lleva a reunirse en forma regular, patrón alterno. El resultado de ese proceso, llamado autoensamblaje, es una nanomembrana sólida que comprende dos tipos diferentes de polímeros.

Para crear poros espaciados uniformemente en el material, Rzayev y sus colegas simplemente eliminaron uno de los polímeros. El tamaño relativamente grande de los poros se debió a la arquitectura única de los copolímeros de bloque originales, que estaban hechos de moléculas de cepillo de botella que se asemejan a cepillos de pelo redondos, con "cerdas" moleculares que sobresalen alrededor de una columna vertebral molecular.