Eine gemeinsame Forschungsarbeit mit Beteiligung der DPU untersucht, wie die Architektur poröser Materialien die Diffusion von Wasser beeinflusst.
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Wassertransport in nanoporösen Strukturen
Die in ACS Applied Materials & Interfaces veröffentlichte Studie mit dem Titel „Manipulation of the Nanoarchitecture of Porous Media Determines Water Mobility: NMR Experiments using Metal–Organic Framework (MOF)-Functionalized Track-Etched Solid-State Nanochannels (SSNs)“ untersucht die Wasserdiffusion in Festkörper-Nanokanälen, die mit dem metallorganischen Gerüstmaterial UiO-66 funktionalisiert sind.
Mitautor Asst. Prof. Dr. Juan A. Allegretto von LiST-DPU und sein Forschungsteam nutzten einseitige Kernspinresonanz (Single-Sided Nuclear Magnetic Resonance, SS-NMR), um zwei Herstellungsstrategien zu vergleichen, die unterschiedliche poröse Strukturen erzeugen.
Porenarchitektur bestimmt die Wasserbeweglichkeit
Die Ergebnisse zeigen, dass unterschiedliche Syntheseansätze selbst bei Verwendung desselben Materials zu verschiedenen Porenarchitekturen führen können. Diese strukturellen Unterschiede wirken sich unmittelbar auf die Wasserbeweglichkeit aus: Bei einem Ansatz entstehen größere Zwischenräume innerhalb des mikroporösen Netzwerks, wodurch Engstellen und stärker gewundene Diffusionswege entstehen.
Der andere Ansatz führt zu besser vernetzten Strukturen, in denen die Wasserbeweglichkeit abhängig vom pH-Wert variiert. Dies steht im Einklang mit dem Einfluss der Oberflächenladung.
Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Porenvernetzung und der strukturellen Anordnung für Transportprozesse in nanofluidischen Membranen auf Basis metallorganischer Gerüstmaterialien.
Zur Publikation:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.6c16040
