Provförbehandlingsprocesser som koncentration eller klassificering är avgörande för att hitta spårämnen som finns i en vätska. I vetenskapliga samfund nyligen, produktiv forskning bedrivs på provförbehandlingstekniker som använder elektrokinetik. Dock, på grund av avsaknaden av kommersiellt anjon-permselektivt material-en väsentlig komponent-är dess potentiella tillämpning begränsad till endast negativt laddade partiklar. Till detta, ett forskargrupp på POSTECH har hittat ett sätt att isolera och koncentrera endast de katjoniska proverna.

Ett POSTECH -forskargrupp ledd av professor Geunbae Lim, Ph.D. kandidat Minsoo Lee, och Dr Hyukjin J. Kwon vid Institutionen för maskinteknik utvecklade en ny typ av flerskaligt poröst anjonbytarmembran (MP-AEM) och tillverkade framgångsrikt en bekväm katjonpermektiv selektiv elektrokinetisk koncentrator. Erkänd för sin excellens, dessa forskningsresultat publicerades nyligen som omslagspapper i Avancerade funktionella material.

Jonbytesmaterialet tjänar till att inducera ett starkt elektriskt fältområde i kanalen genom vilken vätskan strömmar genom att selektivt passera joner med en specifik polaritet. Genom det här, laddade partiklar som finns i vätskan koncentreras kontinuerligt genom mottagande av elektrisk avstötningskraft. I allmänhet, polariteten hos jonbytarmaterialet som krävs varierar beroende på polariteten hos de laddade partiklarna som ska koncentreras. Ett katjonutbytesmaterial krävs för negativt laddade arter, och ett anjonbytarmaterial krävs för positivt laddade arter. Dock, till skillnad från katjonutbytesmaterialet som för närvarande finns, det finns inget material som enkelt kan appliceras på anjonbytarmaterialet, komplicerar tillverkningen av en katjonkoncentrator.

Till detta, forskargruppen producerade framgångsrikt ett anjonbytarmaterial som har en MP-AEM-struktur med utmärkt mekanisk hållfasthet, jonbyteskapacitet, och vätsketransportkapacitet genom den enkla gjutnings- och saltläckningsmetoden med användning av konventionella anjoniska utbytesmaterial.

MP-AEM kan enkelt sättas in i den elektrokinetiska koncentratorn med hjälp av dess speciella egenskap som möjliggör samtidig jon- och vätsketransport, framgångsrikt uppfylla rollen som ett anjonbytematerial. Följaktligen, forskargruppen kunde tillverka den katjon-selektiva elektrokinetiska koncentratorn genom en enkel införings- och monteringsmetod, vilket i hög grad effektiviserar tillverkningsprocessen jämfört med den konventionella metoden.

"MP-AEM kommer att spela en stor roll i vitaliseringen och utvecklingen av forskningsområden som involverar katjoniska arter, kommenterade professor Geunbae Lim. Han tillade, "Med tanke på den höga skalbarheten hos det nya utbytesmembranet, det kommer att vara tillämpligt på områdena föroreningsbekämpning, resursåtervinning, och halvledarrengöring samt inom diagnostik och upptäckt av sjukdomar. "