Новый материал на основе наночастиц может обнаруживать антибиотики в воде
Международная группа исследователей разработала новый тип прочной и эластичной двумерной (2D) мембраны. Изобретение может оказаться полезным, например, для обнаружения следов антибиотиков в воде.
Двумерные материалы — это ультратонкие структуры, состоящие из одного или нескольких слоев атомов. В последнее время 2D-материалы на основе наночастиц вызывают огромный интерес у исследователей и промышленности благодаря своей механической прочности, гибкости, а также оптическим и электронным свойствам, которые могут сделать их ключевыми компонентами, например, в новых оптоэлектронных устройствах, датчиках и технологиях вычислений следующего поколения. Однако до сих пор коммерческих применений не существует из-за проблем с масштабируемостью и получением однородных продуктов от одной партии к другой.
Исследовательская группа под руководством Нонаппы, адъюнкт-профессора Университета Тампере и профессора-ассистента Университета Аалто, смогла создать крупную 2D-мономолекулярную мембрану с использованием металлических наночастиц, которая преодолевает некоторые из этих трудностей.
«Эти мембраны механически прочны и могут быть перенесены на любую интересующую подложку для желаемых применений. Наш подход позволяет быстро, масштабируемо и эффективно изготавливать ультратонкие мембраны большой площади», — говорит Нонаппа.
В отличие от обычно используемых наночастиц, команда использовала наночастицы серебра с точно определенной молекулярной структурой. Макроскопические мембраны были получены с использованием подхода самосборки.
«Мембраны демонстрируют упругое поведение, что делает их потенциально полезными, например, в гибких транзисторах и устройствах памяти для носимой электроники и дисплеев. Экспериментальные результаты по их механическим свойствам высоковоспроизводимы и надежны», — описывает постдокторант Алессандра Гриффо из Саарского университета.
Исследовательская группа также изучила пригодность вновь разработанных мембран в качестве субстратов для обнаружения антибиотиков в воде. В связи с увеличением использования фармацевтических препаратов и последующим загрязнением поверхностных и грунтовых вод антибиотиками существует острая необходимость в их быстром и надежном обнаружении.
«Мы можем обнаруживать чрезвычайно низкие количества антибиотиков, растворенных в воде, с высокой степенью воспроизводимости», — объясняет постдокторант Анирбан Сом из Университета Аалто.
В будущем команда сосредоточится на адаптации методов изготовления мембран к другим типам наночастиц, используя их в качестве компонентов, например, в гибких устройствах памяти и приложениях для «умной» электронной кожи.
Результаты были опубликованы 2 августа в журнале Small.