Новые подробности о новом методе получения нанопористых материалов
Интернациональная научная несколькопод руководством сотрудниками Кембриджского университета, опробовала новую методику получения нанопористых материалов (коротко о ней мы уже писали).
Предложенная разработка основана на в далеком прошлом известном явлении осмотического разрыва фосфолипидных слоёв, которое возможно замечать на примере клеток либо везикул. Сущность процесса пребывает в том, что биологические оболочки — полупроницаемые мембраны — разрушаются под действием давления, стремящегося уравнять концентрации отделённых друг от друга растворов. Дабы избежать этого, лекарственные препараты, предназначенные для введения в кровь, подготавливают в растворе с некоторым содержанием хлорида натрия; если бы препараты растворяли в воде, осмотическое давление, заставляя жидкость попадать в клетки крови, вызывало бы их разрыв.
Для новых опытов были созданы матрицы из полистирола с включёнными в них сферическими частицами полиметилметакрилата (ПММА). Готовые образцы облучались ультрафиолетом, по окончании чего ПММА разлагался на олигомеры. После этого матрицы помещали в ледяную уксусную кислоту, проникавшую вглубь образцов.
Рис. 1. Механизм образования пор под действием осмотического давления. Уксусная кислота неспешно продвигается вглубь примера и приводит к деформации частиц ПММА, причём первый слой сфер легко прорывает верхнюю узкую часть оболочки.
Сферы, лежащие ниже, защищены более замечательным слоем полистирола, а потому и деформируются посильнее, принимая вытянутую форму. Скоро полистирольная защита делается уязвимой, и частицы разрушаются, а их компоненты выходят наружу через расположенные выше поры. (Иллюстрация авторов работы).
В то время, когда уксусная кислота добиралась до очередного слоя сферических частиц, они возрастали в размерах, деформировались и разрушались. В следствии удерживаемые в матрице составляющие ПММА неспешно выходили наружу, оставляя по окончании себя поры.
При создании структур для того чтобы типа возможно, очевидно, применять и другие исходные материалы. В отдельной серии опытов было продемонстрировано, что нанопористые плёнки прекрасно подходят для изготовления узких фильтрующих электродов и мембран светоизлучающих устройств.
Рис. 2. Срез нанопористой плёнки под микроскопом (иллюстрация авторов работы).
Данные исследований размещены в статье:
Paul Zavala-Rivera, Kevin Channon, Vincent Nguyen, Easan Sivaniah, Dinesh Kabra, Richard H. Friend, S. K. Nataraj, Shaheen A. Al-Muhtaseb, Alexander Hexemer, Mauricio E. Calvo & Hernan Miguez Collective osmotic shock in ordered materials. – Nature Materials. – 11. – P.~53–57 (2012); doi:10.1038/nmat3179; Published online 27 November 2011.