استفاده از پدیده – شوک اسموتیک انتخابی – برای تولید مواد نانوحفره‌ای

محققان انگلیسی ایده جدیدی برای تولید مواد متخلخل ارائه کردند. در این روش از فشار اسمز برای خارج کردن موادی از درون ماده اصلی استفاده شده است. با این روش می‌توان مواد متخلخل را بسیار سریع‌تر تولید کرد تا از آن در حوزه‌هایی فیلتراسیون استفاده کرد.

محققان انگلیسی ایده جدیدی برای تولید مواد متخلخل ارائه کردند. در این روش
از فشار اسمز برای خارج کردن موادی از درون ماده اصلی استفاده شده است. با
این روش می‌توان مواد متخلخل را بسیار سریع‌تر تولید کرد تا از آن در حوزه‌هایی
فیلتراسیون استفاده کرد.

مواد متخلخل دارای اهمیت زیادی در حوزه‌های مختلف هستند. این مواد به‌دلیل
داشتن نسبت سطح به حجم بالا، برای استفاده در کاتالیست‌ها بسیار مهم هستند.
ساختار متراکم آنها و همچنین حفرات موجود در این سیستم‌ها موجب می‌شود تا
در فوتونیک و تصفیه آب قابل استفاده باشند. با این حال تولید این مواد
متخلخل همیشه کار ساده‌ای نیست. یک جزء از این ماده باید از درون آن خارج
شود تا با این کار حفره‌ها درون این ساختار شکل بگیرند. همچنین این حفره‌ها
باید به‌نحوی مطلوب به‌هم متصل شوند.

آسان سیوانیا و همکارانش، از دانشگاه کمبریج، روشی ارائه کردند که با
استفاده از آن دیگر نیازی نیست ماده درون را از آن زدود. آنها از پلی
استایرن استفاده کردند که درون آن با استفاده از کره‌های پلی متیل
متااکریلات (PMMA ) پر شده بود. آنها این ماده را در معرض اشعه فرابنفش
قرار دادند که با این کار پلیمر به واحدهای سازنده خود که الیگومرهایی است،
تبدیل شد.

در قدم بعد، که بسیار حیاتی است، محققان این ماده را با استفاده از اسید استیک
مرطوب کردند که منجر به انحلال PMMA شد. هرچند که اسید استیک نمی‌تواند مستقیما به
الیگومرهای PMMA برسد اما این ماده می‌تواند از طریق پدیده اسمز به‌درون پلی
استایرن نفوذ کند. با این کار به آرامی دامنه‌های PMMA را پر می‌کند. در نهایت
دامنه‌ها رشد می‌کنند و به‌دلیل جذب اسید استیک به قدری رشد می‌کنند که می‌شکنند.
به این پدیده شوک اسموتیک انتخابی گفته می‌شود که منجر به تشکیل پلی استایرن‌هایی
مملو از نانوحفره می‌شود. با تنظیم برخی پارامترها در این روش می‌توان از آن در
فرآیندهای صنعتی استفاده کرد که منجر به افزایش دامنه کاربرد این روش می‌شود.

پژوهشگران ثابت کردند که نانوحفره‌های ساخته شده با این روش هم می‌تواند در
فیلتراسیون آب و هم در زدودن رنگ‌ها مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از این
راهبرد می‌توان مواد متخلخل مختلفی تولید کرد، کافی است که درون حفره‌های پلی
استایرن را با ماده‌ای دیگر جایگزین کرد و سپس پلی استایرن را در اسید حل کرد.