I vad som kan visa sig vara en betydande välsignelse för industrin, att separera blandningar av vätskor eller gaser har just blivit betydligt lättare.

Med hjälp av en ny process beskriver de som "omvänd fossilisering, "Forskare vid Kyoto-universitetets WPI Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) har lyckats skapa skräddarsydda porösa ämnen som kan till låg kostnad, högeffektiv separation.

Processen äger rum i den mesoskopiska sfären, mellan det nano- och det makroskopiska, börjar med skapandet av en formad mineralmall, i detta fall med aluminiumoxid, eller aluminiumoxid. Detta omvandlas sedan till ett likvärdigt format gitter som helt består av porösa koordinationspolymer (PCP) kristaller, som i sig är hybridsammansättningar av organiska och mineraliska element.

"Efter att ha skapat aluminiumoxidgallret, " förklarar teamledaren professor Shuhei Furukawa, "vi förvandlade det, molekyl för molekyl, från en metallstruktur till en i stort sett icke-metallisk. Därav termen "omvänd fossilisering, ta något oorganiskt och göra det organiskt, allt samtidigt som dess form och form bevaras."

Efter att ha lyckats skapa både 2-dimensionella och 3-dimensionella testarkitekturer med denna teknik, forskarna fortsatte att replikera en aerogel av aluminiumoxid med en mycket öppen, svampliknande makrostruktur, för att testa dess användbarhet för att separera vatten och etanol.

"Vatten/etanolseparation har vanligtvis inte varit möjlig med befintliga porösa material, ", utarbetar Dr. Julien Reboul. "De PCP-baserade strukturerna vi skapade, dock, kombinera de inneboende adsorptionsegenskaperna på nanonivå hos själva PCP:erna med de meso- och makroskopiska egenskaperna hos mallaerogelerna, ökar separationseffektiviteten och kapaciteten kraftigt."

Labchef och iCeMS biträdande direktör Prof. Susumu Kitagawa ser lagets prestation som ett betydande framsteg. "Hittills, PCP har på egen hand visat sig ha mycket användbara egenskaper inklusive lagring, katalys, och känna, men själva användbarheten av storleken på deras porer i nanoskala har begränsat deras tillämpbarhet på industriella processer med hög genomströmning. Använda omvänd fossilisering för att skapa arkitekturer inklusive större, mesoskaliga porer tillåter oss nu att börja överväga designen av sådana applikationer."