Международная научная группа, возглавляемая сотрудниками Кембриджского университета, опробовала новую методику получения нанопористых материалов.
Предложенная технология основана на давно известном явлении осмотического разрыва фосфолипидных слоёв, которое можно наблюдать на примере клеток или везикул. Суть процесса состоит в том, что биологические оболочки — полупроницаемые мембраны — разрушаются под действием давления, стремящегося уравнять концентрации отделённых друг от друга растворов. Чтобы 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 проникать в клетки крови, вызывало бы их разрыв.
Для новых экспериментов были созданы матрицы из полистирола с включёнными в них сферическими частицами полиметилметакрилата (ПММА). Готовые образцы облучались ультрафиолетом, после чего ПММА разлагался на олигомеры. Затем матрицы помещали в ледяную уксусную кислоту, проникавшую вглубь образцов.
Механизм образования пор под действием осмотического давления. Уксусная кислота постепенно продвигается вглубь образца и вызывает деформацию частиц ПММА, причём первый слой сфер легко прорывает верхнюю тонкую часть оболочки. Сферы, лежащие ниже, защищены более мощным слоем полистирола, а потому и деформируются сильнее, принимая вытянутую форму. Вскоре полистирольная защита становится уязвимой, и частицы разрушаются, а их компоненты выходят наружу через расположенные выше поры. (Иллюстрация авторов работы.)
Когда уксусная кислота добиралась до очередного слоя сферических частиц, они увеличивались в размерах, деформировались и разрушались. В результате удерживаемые в матрице составляющие ПММА постепенно выходили наружу, оставляя после себя поры.
При создании структур такого типа можно, разумеется, использовать и другие исходные материалы. В отдельной серии опытов было показано, что нанопористые плёнки хорошо подходят для изготовления тонких фильтрующих мембран и электродов светоизлучающих приборов.
Срез нанопористой плёнки под микроскопом (иллюстрация авторов работы).
По материалам: Кембриджского университета