In de toekomst, Van koolstof nanomembranen wordt verwacht dat ze zeer fijne materialen kunnen uitfilteren. Deze scheidingslagen zijn ultradun, bestaande uit slechts één laag moleculen. Op de lange termijn, ze kunnen het mogelijk maken om gassen van elkaar te scheiden, bijvoorbeeld, het filteren van gifstoffen uit de lucht. Momenteel, het basisonderzoek betreft de productie van nanomembranen. Een onderzoeksteam dat samenwerkt met professor Dr. Armin Gölzhäuser van de Universiteit van Bielefeld is erin geslaagd een nieuw pad te ontwikkelen om dergelijke membranen te produceren. Het voordeel van deze procedure is dat er een verscheidenheid aan verschillende koolstofnanomembranen kan worden gegenereerd die veel dunner zijn dan conventionele membranen. Het komende nummer van het gerenommeerde onderzoekstijdschrift ACS Nano rapporteert over dit onderzoekssucces.

Meer dan tien jaar geleden, Professor Gölzhäuser en zijn toenmalige team hebben de basis gelegd voor de huidige ontwikkeling, het produceren van een koolstofnanomembraan uit bifenylmoleculen. In de nieuwe studie het proces werd gewijzigd om het gebruik van andere uitgangsmaterialen mogelijk te maken. Voorwaarde is dat deze moleculen ook zijn voorzien van meerdere zogenaamde fenylringen. Voor hun nieuwe methode de onderzoekers gebruiken het uitgangsmateriaal in poedervorm. Ze lossen het poeder op tot pure alcohol en dompelen een zeer dun metaallaagje in deze oplossing. Na korte tijd bezinken de opgeloste moleculen op de metaallaag om een ​​monolaag van moleculen te vormen. Na te zijn blootgesteld aan elektronenbestraling, de monolaag wordt een verknoopt nanomembraan. Vervolgens zorgen de onderzoekers ervoor dat de metaallaag uiteenvalt, waardoor alleen het nanomembraan overblijft. 'Tot nu toe, we hebben kleine monsters geproduceerd die enkele centimeters in het vierkant zijn', zegt Gölzhäuser. 'Echter, met dit proces is het mogelijk nanomembranen te maken die zo groot zijn als vierkante meters.'

Deze nieuwe methode is zo bijzonder omdat de onderzoekers nanomembranen op maat kunnen maken. 'Elk uitgangsmateriaal heeft een andere eigenschap, van dikte of transparantie tot elasticiteit. Door gebruik te maken van ons proces, deze eigenschappen worden overgedragen op het nanomembraan.' Op deze manier, koolstofnanomembranen kunnen worden geproduceerd om aan veel verschillende behoeften te voldoen. 'Vroeger kon dat niet', zegt Gölzhäuser.

Verder, grafeen kan worden gemaakt van nanomembranen. Wereldwijd verwachten onderzoekers dat grafeen technisch revolutionaire eigenschappen zal hebben, omdat het een extreem hoge treksterkte heeft en elektriciteit en warmte goed kan geleiden. De omzetting van nanomembranen naar grafeen is voor de Bielefeld-onderzoekers eenvoudig:de membranen moeten in vacuüm worden verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 700 graden Celsius. Het team van Gölzhäuser werkt aan het project samen met natuurkundigen van de Universiteit van Ulm, Universiteit van Frankfurt en het Max Planck Instituut voor Polymeeronderzoek. De studie is gefinancierd door het federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF) en de Duitse Onderzoeksstichting (DFG).