أغشية نانوية تتأثر بنسبة الحموضة

يمكن الاستفادة من الأغشية الرقيقة للغاية والمليئة بالمسام والتي تقاس بالنانو في تطبيقات مختلفة من تنقية المياه وإلى توصيل الدواء ، خاصة إذا كان من الممكن أن تتغير أحجام هذه المسام للتكيف مع بيئتها.

أظهر باحثون من جامعة الملك عبد الله للعلوم واتكنولوجيا في السعودية ومختبر ديسي المتخصص في فيزياء الجسيمات عالية الطاقة في هامبورغ بألمانيا بالتجربة تقنية بسيطة نسبياً لتصنيع مثل هذه الأغشية بمسام تستجيب للتغيرات في درجة الحموضة.

قامت سوزانا نونيس وزملاؤها بإذابة بوليمر بوليستيرين في محلول يحتوي أيضاً على أيونات من معدن انتقالي مثل النحاس. أدى غمر هذه المادة في المياه إلى تكون مذيلات بوليمر نانوي — وهي تجمعات جزئيات من بوليمر كروي لتغطي الذيول الكارهة للمياه بعيداً عن المياه. بعد ذلك اندمجت أيونات النحاس مع بعضها البعض لربط هذه المذيلات سوية لتشكل الأغشية الرقيقة، وتحولت الفجوات بين المذيلات إلى مسام يعتمد حجمها على الأس الهيدروجيني (أ هـ) للبيئة المحيطة.

من خلال اختبار هذه الأغشية الرقيقة لتصفية محلول مخفف يحتوي على جزيئات عضوية ذات حجم ووزن جزيئي متفاوت، توصل الباحثون إلى أن تدفق المحلول عبر الغشاء يتغير بعامل من مئة بتغيير أ هـ من 6 إلى 4، وبالتالي سدت المسام الصغيرة جزيئات أكبر حجماً.

وأظهرت تقنيات عدة للفحص المجهري أن حجم المسام موحد عبر الغشاء، الذي يحتوي على درجة عالية جداً من المسامية.

وقالت نونيس إن "أعلى تدفق قمنا بقياسه كان عشر مرات أكبر مما كان ممكنًا ناستعمال الأغشية المتوافرة في السوق الأن ذات مسام مماثلة في الحجم. هذه الأغشية لديها درجة مسامية استثنائية".

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.