Un groupe de recherche a développé une membrane poreuse intelligente sélective d'ions qui peut répondre aux stimuli externes, ouvrant potentiellement la voie à de nouvelles applications dans les applications de séparation moléculaire et de détection.

Les films minces poreux ont attiré l'attention des scientifiques en raison de leur utilisation potentielle dans des capteurs, récupération d'énergie, et séparation ion/moléculaire.

Propriétés de la nanostructure, comme la taille des pores, épaisseur, et la densité du film, affectent la sélectivité moléculaire et la perméabilité moléculaire. Les propriétés de surface ont également un impact significatif sur la sélectivité moléculaire.

Il est donc important de pouvoir contrôler à la fois les nanostructures 3D et les propriétés de surface des films poreux ultrafins.

Des recherches antérieures ont mis en lumière les membranes poreuses intelligentes, qui sont recouverts de molécules capables de répondre à des stimuli externes tels que la lumière, Température, et pH. Pourtant, leur application à des films minces poreux avec une épaisseur de film extrêmement mince inférieure à 10 nm s'est avérée extrêmement difficile pour les scientifiques.

« Dans notre étude, nous avons réussi à développer des SiO poreux réactifs 2 des films minces avec une épaisseur de film extrêmement mince de 8 nm avec une surface uniformément recouverte d'un agent de couplage au silane sensible au pH, " a déclaré Yuya Ishizaki de la Graduate School of Engineering de l'Université de Tohoku et co-auteur de l'étude. " Le film mince poreux réactif peut ajuster la charge de surface en fonction du changement de pH dans la solution, résultant en une perméation sélective des ions."

Pour préparer les films poreux avec une structure contrôlée à l'échelle nm, le groupe de recherche s'est concentré sur les films minces polymères contenant des silsesquioxanes, qui ont des structures de cage uniques.

Les films polymères ont été fabriqués selon la technique de Langmuir-Blodgett, choisi parce qu'il offre une contrôlabilité à l'échelle moléculaire de l'épaisseur du film. Les nanofeuillets polymères de Langmuir-Blodgett permettent également de fabriquer du SiO poreux 2 des films minces à nanostructures contrôlées par simple irradiation UV-droite dans des conditions ambiantes.

« Nous prévoyons de développer à l'avenir des membranes de séparation et des matériaux de détection hautement efficaces qui tirent parti de l'épaisseur de film extrêmement mince et des propriétés de surface contrôlées, " a ajouté Ishizaki.