Fristående kolmembran som är en miljondels millimeter tunna:dessa är ett speciellt forskningsfält av professor Dr Armin Gölzhäuser från Bielefelds universitet och hans forskargrupp. Nanomembranen kan fungera som ultrafina filter och som ett skyddande lager. Bielefeld-fysikerna har registrerat flera patent för tillverkning av sådana molekylära folier. I sin forskning, de analyserar vilka egenskaper nanomembranen besitter – som underlag för framtida tillämpningar. I en ny film producerad av Bielefeld Universitys "research_tv", Armin Gölzhäuser förklarar vad som gör membranen till sådana multitalanger och bedömer hur betydelsefulla de kan bli för rening av vatten.

Om den används för att filtrera vatten, kolnanomembranen tillåter endast vattenmolekyler att passera samtidigt som de blockerar andra molekyler. Om det används för att filtrera luft, membranen kunde, till exempel, ta bort koldioxid från fordonets avgasutsläpp. 'Dock, vi vet fortfarande väldigt lite om vad som händer när en molekyl passerar genom en sådan sil, säger Gölzhäuser. 'Det är därför vi studerar, till exempel, om det rör vid membranet, förblir fast vid det, eller flyger direkt genom sina porer.'

Utifrån resultaten av denna forskning, forskarna kan modifiera produktionen av nanomembranen för att passa varje specifikt ändamål - för varje användning, lämpligt nanomembran. 'Vi kan anpassa membranens porositet för olika material och även ändra deras konduktivitet, elasticitet, densitet, och tjocklek.'

Tillverkningsprocessen har utvecklats av medlemmar i Gölzhäusers forskargrupp:forskarna doppar ner ett fast ämne - som en guldyta - i en vätska som innehåller organiska molekyler. Molekylerna lägger sig på det fasta materialet i ett tunt lager som sedan bestrålas med elektroner. Detta leder till att de utlöser en kontrollerad kemisk reaktion:en tvärbindning - molekylerna länkar samman och bildar nanomembranet. Dock, det svåraste steget är ännu att komma:de måste separeras från det stödjande lagret. "Vi gör detta genom att introducera vad vi kallar ett överföringsskikt med vilket vi kan separera kolnanomembranet, säger Gölzhäuser.

Nanomembran är inte bara lämpliga för filtrering. Gölzhäusers forskargrupp kan också producera ettskiktsmembran som en ogenomtränglig skyddsfilm. En potentiell tillämpning är inom mikroelektronik. ”Det här är ett område där komponenterna är så små att de knappast kan beläggas med färg. Dock, nanomembranen är så tunna att de helt enkelt kan läggas över dem.'