In wat een belangrijke zegen voor de industrie kan blijken te zijn, het scheiden van mengsels van vloeistoffen of gassen is zojuist aanzienlijk eenvoudiger geworden.

Met behulp van een nieuw proces beschrijven ze als "omgekeerde fossilisatie, "Wetenschappers van het WPI Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) van de Universiteit van Kyoto zijn erin geslaagd om op maat ontworpen poreuze stoffen te creëren die tegen lage kosten kunnen, scheiding met hoog rendement.

Het proces vindt plaats in het mesoscopische rijk, tussen het nano- en het macroscopische, beginnend met het maken van een gevormde minerale sjabloon, in dit geval aluminiumoxide gebruiken, of aluminiumoxide. Dit wordt vervolgens omgezet in een rooster met een gelijkwaardige vorm dat volledig bestaat uit poreuze coördinatiepolymeer (PCP) kristallen, die zelf hybride samenstellingen zijn van organische en minerale elementen.

"Na het maken van het aluminiumoxiderooster, " legt teamleider Assoc. Prof. Shuhei Furukawa uit, "we hebben het getransformeerd, molecuul voor molecuul, van een metalen structuur naar een grotendeels niet-metalen structuur. Vandaar de term 'omgekeerde fossilisatie, 'iets anorganisch nemen en het organisch maken, allemaal met behoud van zijn vorm en vorm."

Na erin geslaagd te zijn zowel 2-dimensionale als 3-dimensionale testarchitecturen te creëren met behulp van deze techniek, gingen de onderzoekers verder met het repliceren van een alumina-aerogel met een zeer open, sponsachtige macrostructuur, om het nut ervan te testen bij het scheiden van water en ethanol.

"Het scheiden van water/ethanol was gewoonlijk niet mogelijk met bestaande poreuze materialen, " legt Dr. Julien Reboul uit. "De op PCP gebaseerde structuren die we hebben gemaakt, echter, combineer de intrinsieke adsorptieve eigenschappen op nano-niveau van de PCP's zelf met de meso- en macroscopische eigenschappen van de sjabloon-aerogels, de scheidingsefficiëntie en -capaciteit aanzienlijk verhogen."

Labhoofd en iCeMS adjunct-directeur prof. Susumu Kitagawa ziet de prestatie van het team als een belangrijke vooruitgang. "Daten, Van PCP's is aangetoond dat ze op zichzelf zeer nuttige eigenschappen bezitten, waaronder opslag, katalyse, en voelen, maar juist het nut van de grootte van hun poriën op nanoschaal heeft hun toepasbaarheid op industriële processen met een hoge doorvoer beperkt. Omgekeerde fossilisatie gebruiken om architecturen te creëren, waaronder grotere, mesoscale poriën stellen ons nu in staat om het ontwerp van dergelijke toepassingen te overwegen."