Les processus de prétraitement des échantillons tels que la concentration ou la classification sont essentiels pour trouver des traces de substances présentes dans un fluide. Dans les communautés scientifiques récemment, des recherches prolifiques sont menées sur les techniques de prétraitement des échantillons utilisant l'électrocinétique. Cependant, en raison de l'absence de matériau commercial sélectif de la perméabilité aux anions - un composant essentiel - son application potentielle est limitée aux seules particules chargées négativement. Pour ça, une équipe de recherche de POSTECH a trouvé un moyen d'isoler et de concentrer uniquement les échantillons cationiques.

Une équipe de recherche POSTECH dirigée par le professeur Geunbae Lim, doctorat candidat Minsoo Lee, et le Dr Hyukjin J. Kwon du Département de génie mécanique ont développé un nouveau type de membrane échangeuse d'anions poreuse à plusieurs échelles (MP-AEM) et ont réussi à fabriquer un concentrateur électrocinétique permsélectif pratique. Reconnus pour leur excellence, ces résultats de recherche ont été récemment publiés comme article de couverture dans Matériaux fonctionnels avancés.

Le matériau échangeur d'ions sert à induire une région de champ électrique intense dans le canal à travers lequel le fluide s'écoule en passant sélectivement des ions d'une polarité spécifique. À travers cela, les particules chargées présentes dans le fluide sont concentrées en continu en recevant une force de répulsion électrique. En général, la polarité du matériau échangeur d'ions requis diffère selon la polarité des particules chargées à concentrer. Un matériau échangeur de cations est nécessaire pour les espèces chargées négativement, et un matériau échangeur d'anions est requis pour les espèces chargées positivement. Cependant, contrairement à la matière échangeuse de cations qui existe actuellement, il n'y a pas de matériau qui puisse être facilement appliqué au matériau échangeur d'anions, compliquer la fabrication d'un concentrateur de cations.

Pour ça, l'équipe de recherche a produit avec succès un matériau échangeur d'anions qui a une structure MP-AEM avec une excellente résistance mécanique, capacité d'échange d'ions, et la capacité de transport des fluides grâce à la méthode simple de coulée et de lixiviation du sel utilisant les matériaux d'échange anionique conventionnels.

Le MP-AEM peut être facilement inséré dans le concentrateur électrocinétique en utilisant sa propriété particulière qui permet le transport simultané des ions et des fluides, remplir avec succès le rôle d'un matériau échangeur d'anions. Par conséquent, l'équipe de recherche a pu fabriquer le concentrateur électrocinétique sélectif de cations grâce à une méthode d'insertion et d'assemblage simple, ce qui rationalise grandement le processus de fabrication par rapport à la méthode conventionnelle.

« Le MP-AEM jouera un rôle majeur dans la dynamisation et l'avancement des domaines de recherche impliquant des espèces cationiques, " a commenté le professeur Geunbae Lim. Il a ajouté, "Compte tenu de la grande évolutivité de la nouvelle membrane d'échange, elle sera applicable aux domaines de la dépollution, récupération de ressources, et le nettoyage des semi-conducteurs ainsi que dans les domaines du diagnostic et de la détection des maladies."