(PhysOrg.com)-Ny forskning om nanomaterial från universitetet i Buffalo kan leda till nya lösningar för ett åldersgammalt folkhälsoproblem:hur man separerar bakterier från dricksvatten.
Med blotta ögat, både vattenmolekyler och bakterier är osynliga - föremål så små att de mäts med nanometern, en längdenhet om 100, 000 gånger tunnare än bredden på ett människohår.
Men på mikroskopisk nivå, de två skiljer sig faktiskt väldigt mycket i storlek. En enda vattenmolekyl är mindre än en nanometer bred, medan några av de mest diminutiva bakterierna är ett par hundra.
Arbeta med en speciell typ av polymer som kallas en blocksampolymer, ett UB -forskargrupp har syntetiserat en ny typ av nanomembran som innehåller porer med en diameter på cirka 55 nanometer - tillräckligt stor för att vatten lätt ska glida igenom, men för liten för bakterier.
Porstorleken är den största någon någonsin har uppnått med hjälp av blocksampolymerer, som har speciella egenskaper som säkerställer att porerna är jämnt fördelade, sa Javid Rzayev, UB -kemisten som ledde studien. Resultaten publicerades online den 31 januari Nano bokstäver och kommer att visas i tidskriftens tryckta utgåva senare i år, med UB kemistudent Justin Bolton som huvudförfattare.
"Dessa material ger nya möjligheter för användning som filtreringsmembran, "sa Rzayev, en biträdande professor i kemi. "Kommersiella membran har begränsningar när det gäller porens densitet eller enhetligheten i porstorleken. Membranen som framställs av blocksampolymerer har en mycket tät fördelning av porer, och porerna är enhetliga. "
"Det finns mycket forskning på detta område, men vad vårt forskargrupp kunde åstadkomma är att utöka utbudet av tillgängliga porer till 50 nanometer i diameter, som tidigare var ouppnåelig med block-sampolymerbaserade metoder, "Rzayev fortsatte." Genom att göra porerna större ökar flödet av vatten, vilket leder till kostnads- och tidsbesparingar. På samma gång, 50 till 100 nm diameter porer är tillräckligt små för att inte släppa igenom några bakterier. Så, det är en söt plats för den här typen av applikationer. "
Den nya nanomembranen är skyldig sina speciella egenskaper till polymererna som forskare använde för att skapa den. Blocksampolymerer består av två polymerer som stöter bort varandra men "sys ihop" i ena änden för att bilda den enda sampolymeren.
När många blocksampolymerer blandas ihop, deras ömsesidiga avstötning leder till att de samlas regelbundet, växlande mönster. Resultatet av den processen, kallas självmontering, är en fast nanomembran innefattande två olika typer av polymerer.
För att skapa jämnt fördelade porer i materialet, Rzayev och kollegor tog helt enkelt bort en av polymererna. Porernas relativt stora storlek berodde på den unika arkitekturen hos de ursprungliga blocksampolymererna, som var gjorda av flaskborstmolekyler som liknar runda hårborstar, med molekylära "borst" som sticker ut hela vägen runt en molekylär ryggrad.
