|
شاید بتوان از تحقیقی که در دانشگاه بوفالو روی نانومواد انجام شده است، برای حل
قدیمی‌ترین مشکل سلامتی بشر، یعنی جدا کردن باکتری ها از آب نوشیدنی بهره برد.
اندازه مولکول‌های آب و میکروب‌ها در حد نانومتری بوده و در نتیجه نمی‌توان آنها را
با چشم غیرمسلح مشاهده کرد. اما در مقیاس میکروسکوپی اندازه این دو کاملاً باهم فرق
دارد. یک مولکول آب اندازه‌ای کمتر از یک نانومتر دارد، در حالی که اندازه برخی از
کوچک‌ترین باکتری‌ها به دویست نانومتر می‌رسد.
حال گروهی از محققان دانشگاه بوفالو با استفاده از پلیمر خاصی به نام کوپلیمر بلاک،
نانوغشای جدیدی تولید کرده‌اند که حاوی حفراتی به قطر ۵۵ نانومتر است. بدین ترتیب
مولکول های آب می‌توانند از این غشا عبور کنند، اما باکتری‌ها این امکان را پیدا
نمی‌کنند.
جاوید رضایف، استاد شیمی دانشگاه بوفالو که رهبری این گروه را بر عهده داشته است،
می‌گوید اینها بزرگ‌ترین حفراتی هستند که تاکنون با استفاده از کوپلیمر بلاک تولید
شده‌اند. کوپلیمرهای بلاک ویژگی‌های خاصی دارند که موجب می‌شود اندازه حفرات یکسان
باشد.
رضایف می‌گوید: «این مواد فرصت‌های جدیدی در حوزه فیلتراسیون ایجاد می‌کنند. غشاهای
تجاری از نظر دانسیته حفرات و یکنواختی آنها با مشکل مواجه هستند. غشای تولید شده
از کوپلیمر بلاک دارای دانسیته بالایی از حفرات یکنواخت و همسان است».
وی ادامه می‌دهد: «تحقیقات زیادی در این حوزه در حال انجام است، اما کاری که ما
انجام دادیم افزایش اندازه حفرات تولید شده با کوپلیمر بلاک تا ۵۰ نانومتر است که
این امر تاکنون با استفاده از روش‌های مبتنی بر کوپلیمر بلاک بی‌سابقه بوده است.
افزایش اندازه حفرات موجب افزایش شدت جریان آب می‌شود که به معنی کاهش هزینه و زمان
فیلتراسیون است. از سوی دیگر قطر ۵۰ تا ۱۰۰ نانومتر برای حفرات آنقدر کوچک هست که
اجازه عبور هیچ باکتری را نمی‌دهد. بدین‌ترتیب این اندازه برای کاربردهای
فیلتراسیون بسیار مناسب است».
این غشای جدید ویژگی‌های خود را مدیون پلیمری است که پژوهشگران تولید کرده‌اند.
کوپلیمرهای بلاک از دو پلیمر ساخته می‌شوند که همدیگر را دفع می‌کنند، اما از یک
انتها به همدیگر «بخیه» شده و در نتیجه کوپلیمر را شکل می‌دهند. وقتی کوپلیمرهای
بلاک زیادی با یکدیگر مخلوط می‌شوند، دافعه دوطرفه آنها موجب می‌شود که به شکل منظم
و یک در میان آرایش یابند. محصول این فرایند که خودآرایی نامیده می‌شود، یک
نانوغشای جامد متشکل از دو نوع پلیمر مختلف است. اندازه بزرگ حفرات غشای جدید مدیون
ساختار منحصر به فرد کوپلیمر بلاک اولیه است که از مولکول‌هایی شبیه برس موی گرد
ساخته شده است.
جزئیات این تحقیق به صورت آنلاین در مجله Nano Letters منتشر شده است.
|
