Nieuw 'Emmentaler' membraan met variabele gaten

17 december 2014

Een nieuw membraan, dat is ontwikkeld door wetenschappers van de Universiteit Twente, kan op verzoek meer of minder poreus gemaakt worden. Het onderzoek – gefinancierd door NWO Chemische Wetenschappen - is uitgevoerd in de Materials Science and Technology of Polymers groep, onder leiding van Prof. Julius Vancso. Deze groep maakt deel uit van het MESA + Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente.

De onderzoekers presenteren hun resultaten in 'Angewandte Chemie'.  

De poriegrootte van het nieuwe membraan kan worden aangepast van buitenaf. Zo kan er slim gewisseld worden tussen "open" en "gesloten". Dit opent de weg naar innovatieve toepassingen op het gebied van biosensoren, chemische analyse en katalyse. De "Emmentaler" structuur is kenmerkend voor veel membranen gemaakt van polymeren, en wordt nu gemodificeerd door de introductie van ijzer in het polymeer. Met behulp van een elektrisch signaal of een chemische reactie kan de poriegrootte worden aangepast. In essentie komt dit neer op het gecontroleerd toevoegen of weghalen van elektronen aan en van ijzer.


De verandering van de poriegrootte als gevolg van oxidatie of reductie van aanwezig ijzer in het membraan

Kleurverandering

Dankzij deze regelbare poriegrootte kan de permeabiliteit en selectiviteit van het membraan worden afgesteld voor scheidingsdoeleinden of gereguleerde afgifte. De onderzoekers zien toepassingsmogelijkheden in bijvoorbeeld de analyse en scheiding van eiwitten. Een extra voordeel van de nieuwe membranen is de kleurverandering die plaatsvindt. Omdat het proces van eiwit detectie en analyse daardoor op eenvoudige wijze zichtbaar te maken is, kan het nieuwe membraan toegepast worden voor de ontwikkeling van een goedkoop soort biosensor.

Zilverdeeltjes

Een andere toepassing van dit slimme membraan bevindt zich op het gebied van de katalyse. Door middel van een chemische reactie met een zilverzout kunnen de poriegrootte en permeabiliteit van het membraan worden veranderd. Daarnaast kunnen tijdens de reactie zilverdeeltjes op het membraan worden aangebracht. Zilver is een belangrijke katalysator in vele toepassingen. Zo worden twee vliegen in één klap geslagen. 


Bron: NWO