„Poznanie lokalnych stężeń jonów prekursorowych… w różnie sfunkcjonalizowanych nanoporach może poprawić nasze zrozumienie kluczowych reakcji katalitycznych” – mówi profesor Young-Shin Jun, podkreślając znaczenie niedawnego odkrycia.
W Stanach Zjednoczonych zespół z Washington University w St. Louis opracował metodę precyzyjnej kontroli zanieczyszczeń w nanoporach. Ten przełom, osiągnięty w 2024 roku, ma istotne implikacje dla odsalania, składowania dwutlenku węgla i procesów katalitycznych.
Naukowcy, kierowani przez Young-Shin Jun i Srikantha Singamaneni, wykorzystali plazmoniczne nanosensory do pomiaru stężeń protonów i zanieczyszczeń jonowych. Ich odkrycia ujawniają, jak chemiczne grupy funkcyjne wpływają na stężenie jonów i pH wewnątrz nanoporów.
Zespół odkrył, że pierwotne nanopory zwiększają stężenie anionów, jednocześnie tłumiąc stężenie kationów, w przeciwieństwie do hydrofilowych nanoporów, gdzie pH zależy od kwasowości chemicznych grup funkcyjnych. Stężenia metali ciężkich również silnie zależą od interakcji chemicznych.
„To odkrycie pomoże nam określić, jak wytwarzać materiały, które można wykorzystać na szerszą skalę” – wyjaśnia Jun. Możliwość kontrolowania chemii nanoporów otwiera drzwi do projektowania lepszych materiałów do różnych zastosowań.
Singamaneni dodaje: „Integracja sfunkcjonalizowanych materiałów porowatych z plazmonicznymi nanosensorami jest uniwersalnym i potężnym podejściem do zrozumienia niezwykłych właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych materiałów nanoporowatych”. Ta nowa wiedza obiecuje zrewolucjonizować uzdatnianie wody i inne dziedziny.