"Het leren kennen van de lokale concentraties van precursor-ionen... in verschillend gefunctionaliseerde nanoporiën kan ons begrip van cruciale katalytische reacties verbeteren," zegt professor Young-Shin Jun, waarmee hij het belang van een recente ontdekking benadrukt.
In de Verenigde Staten heeft een team van Washington University in St. Louis een methode ontwikkeld om verontreinigingen in nanoporiën nauwkeurig te controleren. Deze doorbraak, bereikt in 2024, heeft aanzienlijke implicaties voor ontzilting, koolstofdioxideopslag en katalytische processen.
De onderzoekers, onder leiding van Young-Shin Jun en Srikanth Singamaneni, gebruikten plasmonische nanosensoren om de concentraties van protonen en ionenverontreinigingen te meten. Hun bevindingen onthullen hoe chemische functionele groepen de ionenconcentratie en pH in nanoporiën beïnvloeden.
Het team ontdekte dat ongerepte nanoporiën de anionenconcentratie verhogen terwijl ze de kationenconcentratie onderdrukken, in tegenstelling tot hydrofiele nanoporiën waar de pH afhangt van de zuurgraad van chemische functionele groepen. Concentraties van zware metalen worden ook sterk beïnvloed door chemische interacties.
"Deze bevinding zal ons helpen bepalen hoe we materialen kunnen maken die op grotere schaal kunnen worden gebruikt," legt Jun uit. De mogelijkheid om de nanoporie-chemie te controleren opent deuren naar het ontwerpen van betere materialen voor verschillende toepassingen.
Singamaneni voegt eraan toe: "Het integreren van gefunctionaliseerde poreuze materialen met plasmonische nanosensoren is een universele en krachtige benadering om de ongebruikelijke fysische, chemische en biologische eigenschappen van nanoporeuze materialen te begrijpen." Dit nieuwe inzicht belooft een revolutie teweeg te brengen in waterbehandeling en andere gebieden.