Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo metodo per creare materiali nanoporosi con potenziali applicazioni in tutto, dalla purificazione dell'acqua ai sensori chimici.
Per produrre un materiale poroso è necessario avere più componenti. Quando il componente minore viene rimosso, piccoli pori sono lasciati al suo posto. Fino ad ora, la creazione di materiali nanoporosi era limitante in quanto si riteneva che il componente minore dovesse essere collegato in tutta la struttura oltre che all'esterno per poter essere rimosso.
Però, nuova ricerca pubblicata oggi (domenica, 27 novembre) sulla rivista Materiali della natura si è dimostrato molto più efficace, metodo flessibile chiamato shock osmotico collettivo (COS) per la creazione di strutture porose. La ricerca, dagli scienziati dell'Università di Cambridge, ha mostrato come utilizzando le forze osmotiche anche strutture con componenti minori interamente incapsulate in una matrice possono essere rese porose (o nanoporose).
L'autore principale, Dr Easan Sivaniah del Cavendish Laboratory dell'Università di Cambridge, spiega come funziona il processo:"L'esperimento è piuttosto simile alla dimostrazione in classe usando un palloncino contenente acqua salata. Come si fa a rilasciare il sale dal palloncino? La risposta è mettere il palloncino in un bagno di acqua dolce. Il sale può non lasciare il pallone ma l'acqua può entrare, e lo fa per ridurre la salsedine nel pallone. Man mano che entra più acqua, il palloncino si gonfia, e alla fine scoppia, rilasciando completamente il sale.
"Nei nostri esperimenti, mostriamo essenzialmente questo funziona in materiali con questi componenti minori intrappolati, portando a una serie di raffiche che si collegano tra loro e verso l'esterno, rilasciando i componenti intrappolati e lasciando un materiale poroso aperto."
I ricercatori hanno anche dimostrato come i materiali nanoporosi creati dal processo unico possono essere utilizzati per sviluppare filtri in grado di rimuovere coloranti molto piccoli dall'acqua.
Il dottor Sivaniah ha aggiunto:"Attualmente è un sistema di filtraggio efficiente che potrebbe essere utilizzato in paesi con scarso accesso all'acqua potabile fresca, o per rimuovere metalli pesanti e prodotti di scarto industriali dalle falde acquifere. Benchè, con lo sviluppo, speriamo che possa essere utilizzato anche per rendere potabile l'acqua di mare utilizzando percorsi low-tech e low power".
Altre applicazioni sono state esplorate in collaborazione con gruppi esperti in fotonica (Dr Hernan Miguez, Università di Siviglia) e optoelettronica (professore Sir Richard Friend, Laboratorio Cavendish). I dispositivi a emissione di luce sono stati dimostrati utilizzando elettrodi di titanio modellati da materiali COS, mentre la nuova disposizione a pila di materiali fornisce multistrati fotonici straordinariamente efficienti con potenziali applicazioni come sensori che cambiano colore in risposta all'assorbimento di tracce di sostanze chimiche, o per l'uso in componenti ottici.
Il dottor Sivaniah ha aggiunto, "Stiamo attualmente esplorando una serie di applicazioni, per includere l'uso in dispositivi emettitori di luce, celle solari, elettrodi per supercondensatori e celle a combustibile".
