Новое исследование раскрывает механизмы фильтрации на ангстремном уровне
Исследование TIFRH в Nature Communications показывает неожиданное поведение молекул в нанопорах, что открывает путь к созданию более эффективных промышленных фильтров.
Суть открытия
Ученые из Tata Institute of Fundamental Research, Hyderabad (TIFRH) изучили движение молекул через молекулярные сита с порами размером порядка ангстрема (10-10 м). Эксперименты показали, что при малом градиенте концентрации молекулы могут двигаться ортогонально к этому градиенту — туда, где есть свободное пространство. Это поведение отличается от классической диффузии.
Ключевой объект исследования
В качестве молекулярного сита использовался металло-органический каркас (MOF). Его преимущество — возможность точной настройки размера пор в диапазоне 1–100 Å, что позволяет селективно отделять молекулы по размеру. Для экспериментов был синтезирован тонкий слой (~300 нм) этого материала.
Практическое значение
- Промышленность: MOF-фильтры применяются в пластиковой, топливной и фармацевтической отраслях для очистки и разделения малых молекул — критически важного этапа производства.
- Перспективы: Понимание механизма движения молекул в сверхмалых порах позволит инженерам создавать более эффективные фильтры. Это может значительно снизить стоимость получения чистых химических веществ и открыть новые возможности для разделения газов и ионов.