Explosies creeëren nanofilter

AMSTERDAM - Britse materiaalkundigen hebben met behulp van geregisseerde explosies een materiaal gemaakt met poriën ter grootte van nanometers.

Deze nieuwe methode maakt het mogelijk heel precies filters te maken om bijvoorbeeld water te reinigen.

De onderzoekers van de Universiteit van Cambridge presenteren hun resultaten in Nature Materials van 27 november.

Om een filter te maken dat bepaalde moleculen wel doorlaat en andere niet, is gelaagd materiaal nodig. Tot nu toe bestond zo'n membraan altijd uit twee soorten moleculen, een hoofdcomponent en een bijcomponent.

De bijcomponent wordt met behulp van een chemische reactie verwijderd zodat er poriën ontstaan. Lastig is hierbij dat het bijmateriaal door heel het membraan heen moet zitten, binnenin het hoofdmateriaal en aan de buitenkant. Dat maakt het membraan niet al te solide en specifiek.

Osmotische shock

Bij de nieuwe methode is het niet meer nodig dat het hulpmateriaal aan de buitenkant zit. De wetenschappers pasten een principe toe dat ze afkeken uit de natuur: osmotische shock.

Wanneer je een plantencel met daarin zouten in water legt, neemt die vanzelf water op om die zouten te verdunnen. De zouten zelf kunnen de cel niet uit, omdat ze niet door de poriën passen. De cel zwelt door het naar binnen stromende water op.

Gaat die zwelling door, omdat de plant veel zouten bevat, dan kan de cel barsten. Hierbij ontstaan gaten in de celwand, waardoor de zoutmoleculen naar buiten kunnen glippen.

UV-licht

In hun laboratorium pasten de onderzoekers dit principe met opzet toe. Ze maakten een membraan van bijmateriaal ingepakt in hoofdmateriaal. Met behulp van UV-licht braken ze het hulpmateriaal af. Vervolgens legden ze het membraan in een bad van azijnzuur, dat door het membraan heen kan.

Het naar binnen stromende azijnzuur deed het membraan opzwellen en 'exploderen'. Omdat het al holtes bevatte, barstte het membraan tijdens deze 'collectieve osmotische shock' precies daar waar de onderzoekers het wilden.

Ultrafilter

De onderzoekers bestudeerden vervolgens het door hen gecreeerde materiaal. Volgens hen is het geschikt als ultrafilter voor water dat in de toekomst zelfs zeewater drinkbaar kan maken. door de porien precies zo klein te maken dat water er wel doorheen past en zout niet. Het zou ook geschikt zijn als lichtelektrode.

Dagelijkse nieuwsbrief

Dagelijkse nieuwsbrief
Elke ochtend rond 6.00 uur weten wat het nieuws wordt?
Tip de redactie