pori irregolari, basse portate:i filtri a membrana in plastica utilizzati nella filtrazione sterile non sempre garantiscono che le condizioni siano realmente sterili. Le membrane filtranti in ossido di alluminio sono più affidabili:la dimensione dei nanopori può essere determinata con precisione. Anche i virus più piccoli non possono passare attraverso la membrana.

I buoni sono mantenuti, i cattivi eliminati - che, in poche parole, è il principio alla base della filtrazione sterile:una membrana di filtrazione libera i liquidi da particelle e germi indesiderati. Niente più grande dei pori del filtro, solo pochi decimillesimi di millimetro di diametro, può passare. Membrane convenzionali, generalmente in plastica, hanno dei limiti:i loro pori non sono distribuiti uniformemente e occasionalmente sono troppo ampi - e le particelle dopotutto scivolano attraverso. Le membrane di filtrazione convenzionali non hanno praticamente alcun modo per fermare i virus:poiché la maggior parte dei virus è più piccola dei pori, questa tecnologia non offre alcun modo per filtrarli.

Ora, ricercatori del Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM di Halle, Germania, hanno creato una nuova generazione di membrane di filtrazione:hanno sviluppato membrane ceramiche con una struttura dei pori uniforme e una distribuzione delle dimensioni dei pori molto stretta e uniforme. "Rispetto alle membrane ceramiche che abbiamo visto in precedenza, offrono una migliore stabilità meccanica e portate notevolmente superiori. Di conseguenza, per la prima volta sono anche in grado di sostituire le membrane polimeriche", osserva Annika Thormann, project manager presso IWM. Queste membrane garantiscono risultati di filtrazione molto più affidabili rispetto alle membrane polimeriche. Le immagini al microscopio elettronico delle membrane dimostrano:i pori sono regolarmente allineati uno accanto all'altro come i favi in ​​un alveare, uno identico all'altro.

Per produrre tali membrane di filtrazione, ciò che viene richiesto prima è la giusta materia prima:"Utilizziamo alluminio purissimo che modelliamo nella forma desiderata utilizzando attrezzature di estrusione e strutturazione termomeccanica", Thormann spiega. Ma come si possono creare minuscoli pori su una lastra di alluminio con tale precisione? "Una reazione chimica fa il lavoro", dice Thormann. La parte in alluminio stampata viene posta in un bagno acido dove avviene l'ossidazione anodica. Durante l'elettrolisi si forma sulla superficie uno strato di ossido spesso solo pochi micron. "Durante l'ossidazione nell'alluminio si formano piccoli pori, " spiega Thormann. Questi nanopori sono a forma di nido d'ape, verticale rispetto alla superficie, e sono disposti parallelamente l'uno all'altro. "Per impostare la dimensione dei pori, dobbiamo mantenere stabile la tensione e la concentrazione dell'acido", note di Thormann. Lo spessore dello strato nanoporoso - e quindi la portata della membrana stessa - può essere regolato anche attraverso la durata del processo di ossidazione. Alla fine, l'unico passo che rimane è quello di aprire i pori. Questo passaggio viene eseguito con un attacco chimico per rimuovere l'alluminio residuo non necessario.

Il risultato:membrane filtranti ad alta precisione con un alto livello di porosità. "Possiamo variare i diametri dei pori tra 15 e 450 nanometri", dice Thormann. A 15 nanometri, anche i virus più piccoli non hanno alcuna possibilità di sfuggire. Le nuove membrane di filtrazione sono particolarmente vantaggiose per la biotecnologia. Oltre all'uso delle proprietà di filtrazione per produrre mezzi sterili, le membrane possono anche facilitare l'ingegneria tissutale - la coltivazione di tessuto artificiale - grazie alla loro elevata porosità.