Efterligner en sød løsning til at fjerne forurening

En hurtig, sikker metode til at fremstille et 3-D porøst materiale, der efterligner formen af ​​en honeycomb, kunne have brede anvendelser i katalyse, medicin levering, eller til filtrering af luft for at fjerne forurenende stoffer eller vira.

Både gitteret af en honeycomb og symmetrien af ​​en kiselalger er komplekse levende strukturer, der omfatter mønstre og former, som længe har givet inspiration til videnskabsmænd. En nylig applikation er at udvikle kunstige hierarkiske porøse materialer, der er stabile, har dog et stort overfladeareal og evnen til selektivt at udvinde materialer. Det har imidlertid været vanskeligt at bygge disse strukturer på nanoskala på grund af deres kompleksitet og mønstergentagelighed på tværs af skalaer fra de enkelte rum til hele strukturen.

Et hold fra KAUST, ledet af Suzana Nunes, har foreslået en simpel metode, på bare fem minutter, kan producere en fleksibel film med en kompleks hierarkisk struktur, der har gentagne mønstre af indbyrdes forbundne, regelmæssigt formede porer.

Med eksperter i Imaging and Characterization Core Lab, holdet brugte blokcopolymeren kaldet polystyren-b-poly (tertbutylacrylat) (PS-b-PtBA) til at demonstrere denne metode. De testede forskellige koncentrationer af PS-b-PtBA med forskellige opløsningsmiddelblandinger, støbte de resulterende opløsninger på glasplader og inddampede dem i forskellige tidsperioder for at fremme kernedannelse og vækst af hulrum med meget porøse indbyrdes forbindende vægge. Den resulterende film blev derefter nedsænket i vand for at skylle opløsningsmidlet af og standse faseadskillelsen.

"Ved at bruge denne metode skaber vi en vigtig platform til at designe kunstige porøse materialer, der replikerer højt ordnede porøse og komplekse systemer, der efterligner naturen, " forklarer forsker og hovedforfatter Stefan Chisca. "Disse har potentiel brug til separationer, såsom virusfiltrering, og for biologiske stilladser, såsom dem, der bruges til knogleregenerering."

Undersøgelsen er offentliggjort i dag i Videnskabens fremskridt .