La técnica de Langmuir-Blodgett para preparar una nanoplaca de polímero, un precursor de las membranas porosas inteligentes. Crédito:Yuya Ishizaki
Un grupo de investigación ha desarrollado una membrana porosa inteligente selectiva de iones que puede responder a estímulos externos, potencialmente allanando el camino para nuevas aplicaciones en aplicaciones de detección y separación molecular.
Las películas delgadas porosas han atraído la atención de los científicos debido a su uso potencial en sensores, recolección de energía, y separación iónica / molecular.
Propiedades de la nanoestructura, como el tamaño de los poros, espesor, y densidad de la película, afectan la selectividad molecular y la permeabilidad molecular. Las propiedades de la superficie también tienen un impacto significativo en la selectividad molecular.
Por tanto, es importante poder controlar tanto las nanoestructuras 3D como las propiedades superficiales de las películas porosas ultrafinas.
Investigaciones anteriores arrojaron luz sobre las membranas porosas inteligentes, que están cubiertos de moléculas que pueden responder a estímulos externos como la luz, temperatura, y pH. Sin embargo, su aplicación a películas delgadas porosas con un espesor de película extremadamente delgado de menos de 10 nm ha demostrado ser un desafío inmenso para los científicos.
"En nuestro estudio, logramos desarrollar SiO poroso sensible 2 películas delgadas con un espesor de película extremadamente delgado de 8 nm con una superficie cubierta uniformemente en un agente de acoplamiento de silano sensible al pH, "dijo Yuya Ishizaki de la Escuela de Graduados en Ingeniería de la Universidad de Tohoku y coautor del estudio." La película delgada porosa sensible puede ajustar la carga de la superficie dependiendo del cambio de pH en la solución, resultando en la permeación selectiva de iones ".
Para preparar las películas porosas con una estructura controlada a una precisión de escala nm, el grupo de investigación se centró en películas delgadas de polímeros que contienen silsesquioxanos, que tienen estructuras de jaula únicas.
Las películas de polímero se fabricaron utilizando la técnica de Langmuir-Blodgett, elegido porque proporciona controlabilidad a escala molecular en el espesor de la película. Las nanoláminas de polímero de Langmuir-Blodgett también permiten fabricar SiO poroso 2 películas delgadas con nanoestructuras controladas por simple irradiación UV-derecha en condiciones ambientales.
"Planeamos desarrollar membranas de separación y materiales de detección altamente eficientes que aprovechen el espesor de película extremadamente delgado y las propiedades de la superficie controlada en el futuro, "añadió Ishizaki.
