(PhysOrg.com) -- Nieuw onderzoek naar nanomaterialen van de Universiteit van Buffalo zou kunnen leiden tot nieuwe oplossingen voor een eeuwenoud volksgezondheidsprobleem:hoe bacteriën te scheiden van drinkwater.

Met het blote oog, zowel watermoleculen als ziektekiemen zijn onzichtbaar -- objecten die zo klein zijn dat ze worden gemeten door de nanometer, een lengte-eenheid van ongeveer 100, 000 keer dunner dan de breedte van een mensenhaar.

Maar op microscopisch niveau de twee verschillen eigenlijk enorm in grootte. Een enkel watermolecuul is minder dan een nanometer breed, terwijl enkele van de meest kleine bacteriën een paar honderd zijn.

Werken met een speciaal soort polymeer, een blokcopolymeer genaamd, een UB-onderzoeksteam heeft een nieuw soort nanomembraan gesynthetiseerd met poriën van ongeveer 55 nanometer in diameter -- groot genoeg om water er gemakkelijk doorheen te laten glippen, maar te klein voor bacteriën.

De poriegrootte is de grootste die iemand tot nu toe heeft bereikt met blokcopolymeren, die speciale eigenschappen bezitten die ervoor zorgen dat de poriën gelijkmatig verdeeld zijn, zei Javid Rzayev, de UB-chemicus die het onderzoek leidde. De bevindingen werden online gepubliceerd op 31 januari in Nano-letters en zal later dit jaar in de gedrukte editie van het tijdschrift verschijnen, met UB-student scheikunde Justin Bolton als hoofdauteur.

"Deze materialen bieden nieuwe mogelijkheden voor gebruik als filtratiemembranen, " zei Rzajev, een assistent-professor scheikunde. "Commerciële membranen hebben beperkingen wat betreft poriedichtheid of uniformiteit van de poriegrootte. De membranen bereid uit blokcopolymeren hebben een zeer dichte verdeling van poriën, en de poriën zijn uniform."

"Er is veel onderzoek op dit gebied, maar wat ons onderzoeksteam heeft kunnen bereiken, is het bereik van beschikbare poriën uitbreiden tot 50 nanometer in diameter, dat voorheen onbereikbaar was met op blokcopolymeer gebaseerde methoden, "Vervolgde Rzayev. "Door de poriën groter te maken, neemt de waterstroom toe, wat zich zal vertalen in kosten- en tijdbesparingen. Tegelijkertijd, Poriën met een diameter van 50 tot 100 nm zijn klein genoeg om geen bacteriën door te laten. Dus, dat is een goede plek voor dit soort toepassingen."

Het nieuwe nanomembraan dankt zijn bijzondere eigenschappen aan de polymeren die wetenschappers hebben gebruikt om het te maken. Blokcopolymeren zijn samengesteld uit twee polymeren die elkaar afstoten maar aan één uiteinde aan elkaar zijn "genaaid" om het enkele copolymeer te vormen.

Wanneer veel blokcopolymeren met elkaar worden gemengd, hun wederzijdse afstoting leidt ertoe dat ze samenkomen in een regelmatige, afwisselend patroon. Het resultaat van dat proces, zelfmontage genoemd, is een vast nanomembraan dat bestaat uit twee verschillende soorten polymeren.

Om gelijkmatig verdeelde poriën in het materiaal te creëren, Rzayev en collega's verwijderden eenvoudig een van de polymeren. De relatief grote omvang van de poriën was te danken aan de unieke architectuur van de originele blokcopolymeren, die zijn gemaakt van flessenborstelmoleculen die lijken op ronde haarborstels, met moleculaire "borstelharen" die helemaal rond een moleculaire ruggengraat uitsteken.