新材料孔径仅为头发丝万分之一

2011-5-11 09:34 来源: 中国科学院
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  头发丝够细吧?而一种神奇的多孔材料的孔径只有头发丝的万分之一,用它制成的分离膜,可以精确过滤相关物质。今年4月,国际权威学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)发表了南京工业大学汪勇教授撰写的进展报告,对这种新成孔方法的机理、孔道大小控制以及所得到的多孔材料的应用等方面进行了重点介绍和评述。

  多孔材料广泛用作分离介质、吸附剂、组织工程支架以及隔热隔音物质等,是人们日常生活和工业生产过程中必不可少的基础性材料。

  汪勇教授课题组发明的这种制备多孔材料的新方法,所得到的孔径只有头发丝的万分之一,更重要的是孔径大小一致;而且制备过程十分简单,只需要把嵌段共聚物材料泡在酒精之类的液体里一段时间,取出来干燥之后就能得到想要的多孔材料。所形成的孔道大小可以通过选择不同化学组成的嵌段共聚物原材料、在液体中浸泡的时间和温度等条件,在10—50纳米范围内进行精密调控。

  高精度分离膜是膜领域新兴的一个研究方向,因这种多孔材料孔径高度均一,是制作高精度分离膜的最佳材料。相比目前普遍使用的孔径分布较宽的分离膜,它的分离精度大幅提高,膜孔表面亲水,可进行后续功能化。而且截留率和通量不再是相互制约的“矛盾”变量,特别适用于分子量相近、分子大小相仿的蛋白质和药物分子的分离、病毒的高效脱除等高精度分离领域。用这种方法制成的分离膜来制作口罩,可以做得像纸一样薄,隔菌、透气的效果却更好。

  这种新方法由于没有使用其他添加剂,不涉及到化学反应,材料本身的物理化学性质没有发生改变,所以既没有污水排放,而且还可以回收再利用,不会产生“白色污染”。据汪勇介绍,这项研究成果已于2009年10月底申请专利,近期有望获批应用。