Un gruppo di ricerca ha sviluppato una membrana porosa intelligente ionoselettiva in grado di rispondere a stimoli esterni, potenzialmente aprendo la strada a nuove applicazioni nella separazione molecolare e nelle applicazioni di rilevamento.

I film sottili porosi hanno attirato l'attenzione degli scienziati a causa del loro potenziale utilizzo nei sensori, raccolta di energia, e separazione ione/molecolare.

proprietà delle nanostrutture, come la dimensione dei pori, spessore, e densità del film, influenzare la selettività molecolare e la permeabilità molecolare. Le proprietà della superficie hanno anche un impatto significativo sulla selettività molecolare.

Pertanto è importante essere in grado di controllare sia le nanostrutture 3D che le proprietà superficiali dei film porosi ultrasottili.

Precedenti ricerche hanno fatto luce sulle membrane porose intelligenti, che sono ricoperti da molecole in grado di rispondere a stimoli esterni come la luce, temperatura, e pH. Eppure la loro applicazione a film sottili porosi con uno spessore del film estremamente sottile inferiore a 10 nm si è rivelata estremamente impegnativa per gli scienziati.

"Nel nostro studio, siamo riusciti a sviluppare SiO . poroso reattivo ₂ film sottili con uno spessore del film estremamente sottile di 8 nm con una superficie uniformemente coperta in un agente di accoppiamento silanico sensibile al pH, " ha affermato Yuya Ishizaki della Graduate School of Engineering della Tohoku University e coautore dello studio. "Il film sottile poroso reattivo può regolare la carica superficiale a seconda del cambiamento di pH nella soluzione, con conseguente permeazione ionica selettiva."

Per preparare i film porosi con una struttura controllata con precisione su scala nm, il gruppo di ricerca si è concentrato sui film sottili di polimeri contenenti silsesquioxani, che hanno strutture a gabbia uniche.

I film polimerici sono stati fabbricati utilizzando la tecnica di Langmuir-Blodgett, scelto perché fornisce la controllabilità su scala molecolare nello spessore del film. I nanofogli polimerici di Langmuir-Blodgett consentono anche di fabbricare SiO . poroso ₂ film sottili con nanostrutture controllate mediante semplice irradiazione UV-right in condizioni ambientali.

"Abbiamo in programma di sviluppare membrane di separazione e materiali di rilevamento altamente efficienti che sfruttino in futuro lo spessore del film estremamente sottile e le proprietà superficiali controllate, " ha aggiunto Ishizaki.