غشاهای پلیمری با کانال‌هایی به اندازه‌ی مولکولی می‌تواند کربن را به دام انداخته و در تولید سوخت‌های مبتنی بر نور خورشید یا نمک‌زدایی آب دریا به کار رود. برای این کار باید بتوان روشی برای تولید انبوه این غشا ارائه کرد. اخیراً پژوهشگران آزمایشگاه ملی لورنس برکلی روشی را ارائه کرده‌اند.
ساخت غشاهای پلیمری حاوی نانوکانال به روش خودآرایی
محققان آزمایشگاه ملی لورنس برکلی با همکاری دانشگاه کالیفرنیا روشی را ارائه کرده‌اند که می‌توان با خودآرایی، غشاهای پلیمری منعطف حاوی کانال‌هایی ردیفی با قطر چند نانومتر را ایجاد کرد. به نظر می‌رسد از آنجا که این روش جدید کاملاً قابل تجاری‌سازی در بخش تولید غشاهاست، این محصول اولین نمونه از نانولوله‌های آلی‌ای است که برای استفاده در غشاها با فواصل ماکروسکوپی تولید می‌شود.
تینگ سو، پژوهشگر حوزه‌ی پلیمر و رهبر این گروه تحقیقاتی، می‌گوید که ما از پپتیدهای دایره‌ای‌شکل نانولوله‌ای و بلوک کوپلیمرها استفاده کردیم تا غشاهای متخلخل دارای حفرات نانومتری را بسازیم. با این روش، در آینده، می‌توان فیلم‌های متخلخلی تولید کرد، به نحوی که اندازه و شکل کانال‌ها با تغییر ساختار مولکولی نانولوله‌های آلی قابل تنظیم باشد.
غشاهای دارای کانال، یکی از هوشمندانه‌ترین ومهم‌ترین ابداعات طبیعت است. این غشاها با داشتن کانال‌های نانومقیاس به‌سمت داخل و بیرون سلول‌های زیستی، می‌توانند عبور و مرور یون‌ها و مولکول‌های ضروری را به داخل و خارج سلول بر عهده بگیرند. این راهبرد می‌تواند در طیف وسیعی از فناوری‌های انسانی به کار گرفته شود؛ اما چالش موجود این است که باید راهی برای کاهش هزینه‌ی تولید نانوکانال‌هایی عمودی در فواصل ماکروسکوپی روی بستر انعطاف‌پذیر یافت.
تاکنون تحقیقات بسیاری بر روی کنترل شکل و اندازه‌ی کانال‌ها و شیمی سطح غشاهای پلیمری انجام شده‌است؛ اما این مسئله هنوز به‌عنوان گلوگاهی در مسیر توسعه‌ی این فناوری شناخته می‌شود. همینک نوعی فیلم‌های کامپوزیتی با استفاده از نانولوله‌های کربنی تولید می‌شود که منجر به تسریع توسعه‌ی این فناوری شده‌است؛ اما هنوز جهت دادن به نانولوله‌های کربنی بر روی سطح فیلم با فواصل ماکروسکوپی یک مشکل بزرگ محسوب می‌شود.
محققان این پروژه از نانولوله‌های آلی از جنس پپتید استفاده کردند. این نانولوله‌ها، زنجیره‌ی پروتئینی پلی پپتیدی هستند که از انتها به هم متصل شده و یک دایره را ایجاد کرده‌اند. بر خلاف نانولوله‌های کربنی، این نانولوله‌های آلی برگشت‌پذیر هستند؛ یعنی می‌توان اندازه و جهت‌گیری آنها را در طول فرایند تولید کنترل کرد. برای تولید نانولوله‌ها، محققان از بلوک کوپلیمر و یک نوع مونومر استفاده کردند که با خودآرایی تبدیل به آرایه‌های منظم نانوساختاری با فواصل ماکروسکوپی می‌شوند. پپتیدها نیز خودآرایی داده و تبدیل به نانولوله می‌شوند. برای اتصال بلوک کوپلیمرها و پپتیدها از پلیمری استفاده شد که نقش بسیار مهمی دارد؛ به‌طوری که موجب می‌شود نانولوله تنها در یک چارچوب درون غشا رشد کند.
نتایج این پروژه در نشریه‌ی ACS Nano به چاپ رسیده‌است.
