(PhysOrg.com) -- La nuova ricerca sui nanomateriali dell'Università di Buffalo potrebbe portare a nuove soluzioni per un secolare problema di salute pubblica:come separare i batteri dall'acqua potabile.

Ad occhio nudo, sia le molecole d'acqua che i germi sono invisibili:oggetti così piccoli che vengono misurati al nanometro, un'unità di lunghezza circa 100, 000 volte più sottile della larghezza di un capello umano.

Ma a livello microscopico, i due in realtà differiscono notevolmente nelle dimensioni. Una singola molecola d'acqua è larga meno di un nanometro, mentre alcuni dei batteri più piccoli sono un paio di centinaia.

Lavorando con un tipo speciale di polimero chiamato copolimero a blocchi, un team di ricerca dell'UB ha sintetizzato un nuovo tipo di nanomembrana contenente pori di circa 55 nanometri di diametro, abbastanza grandi da consentire all'acqua di scivolare facilmente, ma troppo piccolo per i batteri.

La dimensione dei pori è la più grande mai raggiunta finora utilizzando copolimeri a blocchi, che possiedono proprietà speciali che assicurano che i pori siano uniformemente distanziati, disse Javid Rzayev, il chimico UB che ha guidato lo studio. I risultati sono stati pubblicati online il 31 gennaio in Nano lettere e apparirà nell'edizione cartacea della rivista entro la fine dell'anno, con lo studente laureato in chimica UB Justin Bolton come autore principale.

"Questi materiali presentano nuove opportunità di utilizzo come membrane di filtrazione, " disse Rzayev, un assistente professore di chimica. "Le membrane commerciali hanno limitazioni per quanto riguarda la densità dei pori o l'uniformità della dimensione dei pori. Le membrane preparate da copolimeri a blocchi hanno una distribuzione molto densa dei pori, e i pori sono uniformi."

"C'è molta ricerca in questo settore, ma ciò che il nostro team di ricerca è stato in grado di realizzare è espandere la gamma di pori disponibili a 50 nanometri di diametro, che in precedenza era irraggiungibile con metodi a base di copolimero a blocchi, " Rzayev ha continuato. "Rendere i pori più grandi aumenta il flusso d'acqua, che si tradurrà in un risparmio di tempo e denaro. Allo stesso tempo, I pori di diametro compreso tra 50 e 100 nm sono abbastanza piccoli da non consentire il passaggio di alcun batterio. Così, questo è un punto debole per questo tipo di applicazione."

La nuova nanomembrana deve le sue qualità speciali ai polimeri che gli scienziati hanno usato per crearla. I copolimeri a blocchi sono costituiti da due polimeri che si respingono ma sono "cuciti" insieme ad un'estremità per formare il singolo copolimero.

Quando molti copolimeri a blocchi vengono miscelati insieme, la loro reciproca repulsione li porta a riunirsi in modo regolare, modello alternato. Il risultato di quel processo, chiamato autoassemblaggio, è una nanomembrana solida composta da due diversi tipi di polimeri.

Per creare pori equidistanti nel materiale, Rzayev e colleghi hanno semplicemente rimosso uno dei polimeri. Le dimensioni relativamente grandi dei pori erano dovute all'architettura unica dei copolimeri a blocchi originali, che sono stati fatti da molecole di scovolini che assomigliano a spazzole per capelli rotonde, con "setole" molecolari che sporgono tutt'intorno a una spina dorsale molecolare.