Een snelle, veilige methode om een ​​3D-poreus materiaal te maken dat de vorm van een honingraat nabootst, zou brede toepassingen kunnen hebben in katalyse, medicijnafgifte, of voor het filteren van lucht om verontreinigende stoffen of virussen te verwijderen.

Zowel het rooster van een honingraat als de symmetrie van een diatomee zijn complexe levende structuren met patronen en vormen die wetenschappers lang hebben geïnspireerd. Een recente toepassing is het ontwikkelen van kunstmatige hiërarchische poreuze materialen die stabiel zijn, hebben toch een groot oppervlak en het vermogen om selectief materialen te extraheren. Het was echter moeilijk om deze structuren op nanoschaal te bouwen vanwege hun complexiteit en patroonherhaalbaarheid over schalen van de individuele compartimenten tot de hele structuur.

Een team van KAUST, onder leiding van Suzana Nunes, heeft een eenvoudige methode voorgesteld die, in slechts vijf minuten, kan een flexibele film produceren met een complexe hiërarchische structuur met herhalende patronen van onderling verbonden, regelmatig gevormde poriën.

Met experts in het kernlab voor beeldvorming en karakterisering, het team gebruikte het blokcopolymeer genaamd polystyreen-b-poly (tertbutylacrylaat) (PS-b-PtBA) om deze methode te demonstreren. Ze testten verschillende concentraties PS-b-PtBA met verschillende mengsels van oplosmiddelen, giet de resulterende oplossingen op glasplaten en verdamp ze gedurende verschillende tijdsperioden om de kiemvorming en groei van holtes met zeer poreuze onderling verbonden wanden te bevorderen. De resulterende film werd vervolgens ondergedompeld in water om het oplosmiddel af te spoelen en de fasescheiding te stoppen.

"Door deze methode te gebruiken, creëren we een belangrijk platform om kunstmatige poreuze materialen te ontwerpen die zeer geordende poreuze en complexe systemen nabootsen die de natuur nabootsen, " legt onderzoekswetenschapper en hoofdauteur Stefan Chisca uit. "Deze kunnen worden gebruikt voor scheidingen, zoals virusfiltratie, en voor biologische steigers, zoals die worden gebruikt voor botregeneratie."

De studie is vandaag gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .