(PhysOrg.com) -- De nouvelles recherches sur les nanomatériaux de l'Université de Buffalo pourraient conduire à de nouvelles solutions pour un problème de santé publique séculaire :comment séparer les bactéries de l'eau potable.

A l'oeil nu, les molécules d'eau et les germes sont invisibles - des objets si minuscules qu'ils sont mesurés au nanomètre, une unité de longueur d'environ 100, 000 fois plus fin que la largeur d'un cheveu humain.

Mais au niveau microscopique, les deux diffèrent en fait considérablement en taille. Une seule molécule d'eau mesure moins d'un nanomètre de large, tandis que certaines des bactéries les plus petites sont quelques centaines.

Travailler avec un type spécial de polymère appelé copolymère séquencé, une équipe de recherche de l'UB a synthétisé un nouveau type de nanomembrane contenant des pores d'environ 55 nanomètres de diamètre - assez grands pour que l'eau s'y glisse facilement, mais trop petit pour les bactéries.

La taille des pores est la plus grande jamais atteinte à ce jour en utilisant des copolymères séquencés, qui possèdent des propriétés spéciales qui assurent que les pores seront uniformément espacés, dit Javid Rzayev, le chimiste de l'UB qui a dirigé l'étude. Les résultats ont été publiés en ligne le 31 janvier dans Lettres nano et paraîtra dans l'édition imprimée de la revue plus tard cette année, avec Justin Bolton, étudiant diplômé en chimie de l'UB, comme auteur principal.

« Ces matériaux présentent de nouvelles opportunités d'utilisation comme membranes de filtration, " dit Rzayev, un professeur assistant de chimie. "Les membranes commerciales ont des limites en ce qui concerne la densité des pores ou l'uniformité de la taille des pores. Les membranes préparées à partir de copolymères à blocs ont une distribution de pores très dense, et les pores sont uniformes."

« Il y a beaucoup de recherches dans ce domaine, mais ce que notre équipe de recherche a pu accomplir, c'est d'étendre la gamme de pores disponibles à 50 nanomètres de diamètre, qui était auparavant impossible à atteindre par des méthodes à base de copolymères séquencés, " Rzayev a poursuivi. " Agrandir les pores augmente le débit d'eau, ce qui se traduira par des économies de temps et d'argent. À la fois, Les pores de 50 à 100 nm de diamètre sont suffisamment petits pour ne laisser passer aucune bactérie. Donc, c'est un endroit idéal pour ce genre d'application."

La nouvelle nanomembrane doit ses qualités particulières aux polymères que les scientifiques ont utilisés pour la créer. Les copolymères à blocs sont constitués de deux polymères qui se repoussent mais sont « cousus » ensemble à une extrémité pour former le copolymère unique.

Lorsque de nombreux copolymères séquencés sont mélangés, leur répulsion mutuelle les amène à se rassembler de façon régulière, motif alterné. Le résultat de ce processus, appelé auto-assemblage, est une nanomembrane solide comprenant deux types différents de polymères.

Pour créer des pores uniformément espacés dans le matériau, Rzayev et ses collègues ont simplement retiré l'un des polymères. La taille relativement grande des pores était due à l'architecture unique des copolymères séquencés d'origine, qui étaient fabriqués à partir de molécules de goupillon qui ressemblent à des brosses à cheveux rondes, avec des "soies" moléculaires faisant saillie tout autour d'un squelette moléculaire.