Les scientifiques ont développé une nouvelle méthode de création de matériaux nanoporeux avec des applications potentielles dans tous les domaines, de la purification de l'eau aux capteurs chimiques.
Afin de produire un matériau poreux, il est nécessaire d'avoir plusieurs composants. Lorsque le composant mineur est supprimé, les petits pores sont laissés à sa place. Jusqu'à maintenant, la création de matériaux nanoporeux était limitante car on pensait que le composant mineur devait être connecté dans toute la structure ainsi qu'à l'extérieur pour pouvoir être retiré.
Cependant, nouvelle recherche publiée aujourd'hui (dimanche, 27 novembre) dans le journal Matériaux naturels a fait preuve d'une beaucoup plus efficace, méthode flexible appelée choc osmotique collectif (COS) pour créer des structures poreuses. La recherche, par des scientifiques de l'Université de Cambridge, a montré comment en utilisant les forces osmotiques, même des structures avec des composants mineurs entièrement encapsulés dans une matrice peuvent être rendues poreuses (ou nanoporeuses).
L'auteur principal, Dr Easan Sivaniah du Laboratoire Cavendish de l'Université de Cambridge, explique comment le processus fonctionne :« L'expérience est assez similaire à la démonstration en classe utilisant un ballon contenant de l'eau salée. Comment libère-t-on le sel du ballon ? La réponse est de mettre le ballon dans un bain d'eau douce. Le sel peut ne quitte pas le ballon mais l'eau peut entrer, et il le fait pour réduire la salinité dans le ballon. Au fur et à mesure que l'eau pénètre, le ballon gonfle, et finit par éclater, libérant complètement le sel.
« Dans nos expériences, nous montrons essentiellement que cela fonctionne dans des matériaux avec ces composants mineurs piégés, conduisant à une série de sursauts qui se connectent entre eux et vers l'extérieur, libérant les composants piégés et laissant un matériau poreux ouvert."
Les chercheurs ont également démontré comment les matériaux nanoporeux créés par ce procédé unique peuvent être utilisés pour développer des filtres capables d'éliminer de très petits colorants de l'eau.
Le Dr Sivaniah a ajouté :« Il s'agit actuellement d'un système de filtrage efficace qui pourrait être utilisé dans les pays ayant un accès limité à l'eau potable, ou pour éliminer les métaux lourds et les déchets industriels des sources d'eau souterraine. Bien que, avec le développement, nous espérons qu'il pourra également être utilisé pour rendre l'eau de mer potable en utilisant des voies à faible technologie et à faible consommation d'énergie. »
D'autres applications ont été explorées en collaboration avec des groupes ayant une expertise en photonique (Dr Hernan Miguez, Université de Séville) et optoélectronique (Professeur Sir Richard Friend, laboratoire Cavendish). Des dispositifs électroluminescents ont été démontrés à l'aide d'électrodes en titane modelées à partir de matériaux COS, tandis que la nouvelle disposition de matériaux en forme de pile fournit des multicouches photoniques particulièrement efficaces avec des applications potentielles en tant que capteurs qui changent de couleur en réponse à l'absorption de traces de produits chimiques, ou pour une utilisation dans des composants optiques.
Le Dr Sivaniah a ajouté, « Nous explorons actuellement un certain nombre d'applications, inclure l'utilisation dans des dispositifs électroluminescents, cellules solaires, électrodes pour supercondensateurs ainsi que pour les piles à combustible.
