سامانه‌ی نانوفیلتراسیون با قدرت انتخاب‌گری بالا

محققان با استفاده از مواد نانوحفره‌ای موفق به ساخت فیلتری شدند که با کمک آن می‌توان مواد شیمیایی را خالص‌سازی کرد، به‌طوری که ناخالصی‌های موجود در مواد شیمیایی را در حدی که در حال حاضر امکان‌پذیر نیست، جداسازی می‌کند. این فناوری می‌تواند مصرف انرژی را کاهش داده و میزان نشر دی‌اکسیدکربن را کم کند.
محققان دانشگاه توفتس برای ساخت این غشاء از مواد نانوحفره‌ای استفاده کرده‌اند که قادر است جداسازی را در حد ابعاد یک مولکول انجام دهد؛ برای این کار از بار الکترواستاتیک استفاده می‌شود که با استفاده از آن مواد براساس ابعاد و نوع دسته‌بندی می‌شوند.
این غشاء بسیار ساده بوده و می‌توان آن را به‌صورت انبوه تولید کرد. برای ساخت این غشاء، نوعی پلیمر را در یک حلال حل کرده و با استفاده از یک ماده‌ی پشتیبان متخلخل پوشش‌دهی می‌کنند. این پلیمر، خودآرایی داده و کانال‌هایی به قطر یک نانومتر را ایجاد می‌کند که ساختاری شبیه به سامانه‌های زیستی نظیر کانال‌های یونی دارد.
آیسه آساتکین از محققان این پروژه می‌گوید: «نتایج این پروژه بسیار امیدوارکننده است؛ چرا که برای اولین بار نشان می‌دهد که می‌توان غشاءهای انتخابی تولید کرد تا شرکت‌های تولیدکننده مواد شیمیایی بتوانند از آن استفاده کنند. میزان انتخاب‌گری این غشاءها بسیار بالا بوده و قابلیت جداسازی ترکیبات پیچیده را دارا هستند. به دلیل نوع ساختار غشاء، میزان مصرف انرژی در آن‌ها کم است.»
از ویژگی‌های این غشاء می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

  • درصورت ابعاد یکسان، امکان عبور ترکیبات خنثی 250 برابر سریع‌تر از ترکیبات باردار وجود دارد.
  • زمانی که ترکیبات باردار و خنثی با هم ترکیب می‌شوند، ترکیبات باردار امکان عبور نداشته و تنها ذرات خنثی وارد کانال‌ها شده و از آن عبور می‌کنند. به دلیل ورود ترکیبات خنثی، مسیر برای عبور ترکیبات باردار مسدود می‌شود.این روش امکان جداسازی ذرات باردار و خنثی را فراهم می‌کند.
نتایج این پروژه در نشریه‌ی ACS Nano به چاپ رسیده است.