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Des chercheurs du Technion et du Helmholz-Zentrum Hereon Center en Allemagne ont mis au point un nouveau concept de fabrication de membranes pour la séparation à la demande des nanoparticules avec une sélectivité élevée. Ces membranes sont pertinentes pour diverses applications, notamment le traitement pharmaceutique, la séparation des matériaux, la purification de l'eau et le traitement des eaux usées.

Publiée dans Advanced Materials, l'étude a été menée par le professeur adjoint Tamar Segal-Peretz et l'étudiant en doctorat Assaf Simon de la faculté Wolfson de génie chimique du Technion, ainsi que par le Dr Zhenzhen Zhang et le professeur Volker Abetz du centre de recherche Helmholz-Zentrum Hereon.

La séparation moléculaire à haute sélectivité est un processus courant dans la nature qui se produit, par exemple, dans les canaux des membranes cellulaires. Les canaux membranaires séparent l'intérieur de la cellule de son environnement extérieur et régulent les matériaux qui peuvent entrer et sortir de la cellule. Inspirés par la nature, de nombreux groupes de recherche ont tenté de mettre au point des canaux membranaires similaires permettant une filtration précise de divers matériaux pour diverses applications industrielles. Mais la fabrication synthétique de telles membranes, avec des niveaux élevés de pores bien ordonnés, ainsi qu'une uniformité et une sélectivité élevées, représente un défi d'ingénierie complexe, rendu encore plus complexe lorsque les membranes sont destinées à la séparation de nanoparticules extrêmement petites.

Les chercheurs du Technion et du Helmholz-Zentrum Hereon ont réussi à fabriquer de telles membranes en utilisant des copolymères à blocs - des molécules polymères spontanément auto-assemblées - en combinaison avec la croissance d'oxydes métalliques sur et dans les pores des copolymères à blocs. Le procédé mis au point par les chercheurs constitue une excellente méthode pour régler avec précision la taille des pores ainsi que d'autres propriétés de la membrane. En outre, l'oxyde métallique est une base idéale pour incorporer des groupes fonctionnels à la surface de la membrane, lui conférant des propriétés uniques, telles que la charge électrique et l'hydrophobie (répulsion de l'eau). Ces membranes ont présenté des performances supérieures dans la séparation des nanoparticules en fonction de leur taille, de leur charge et/ou de leur hydrophobie.

Le professeur Segal-Peretz estime que cette avancée fournira à diverses industries un nouvel outil polyvalent et précis pour la filtration de molécules, de polluants et d'autres particules.

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