Atskyrimas malonaus sėkmės

"Lytiniai santykiai, slapti vartai į Edeną" (Sex, Secret Gate to Eden) [LT subtitrai] (Liepa 2019).

Anonim

Cukrus gali tapti puikiais vartai, norėdami atskirti molekulių mišinius. KAUST komanda atrado būdą, kaip padaryti selektyviai poringą membraną, susiejant daug cukraus struktūrų, žinomų kaip ciklodekstrinai, ir sudaryti ploną plėvelę.

Iki šiol membranos, pagamintos iš netvarkingų ilgų grandžių polimerų, yra "pramoninių smulkių molekulių atskyrimo" "darbo žirgų" medžiagos, - sako Klaus-Viktoras Peinemannas, kuris vadovavo KAUST komandai. Molekulės kerta šias membranas, slydamos per tarpus tarp tarpusavyje sujungtų polimerų grandinių. Tačiau, kadangi spragos skiriasi dydžiu, membranos nėra visiškai selektyvios molekulėse, kurias leidžiama kirsti.

Cikloodekstrinai yra piltuvo formos cukraus struktūros, kurių ertmės forma ir dydis kontroliuoja, kokias molekules jis gali praeiti. Su fiksuotų formų poromis, ciklodekstrinai yra patrauklūs alternatyvūs elementai selektyviai pralaidžioms membranoms, - sako Luis Francisco Villalobosas, pirmasis autorius ir doktorantas Peinemanno laboratorijoje. Kliūtis buvo ta, kad niekas nerado būdų prijungti ciklodekstrinus, kad būtų sukurta membrana.

Pagal "Villalobos" programą komanda "labai seną strategiją" išsprendė, pritaikydama pramonėje jau naudojamą sintetinį metodą, kad būtų galima gaminti poliamido membranas atvirkštinio osmoso atskyrimui, pvz., Vandens gėlinimas. Palyginus su poliamidinių membranų gamybai naudojamais konstrukciniais elementais, "ciklodekstrinai yra daugybiškesni, mažiau reaktyvūs, mažiau tirpūs ir linkę susimaišyti vandeniniuose tirpaluose", priduria Villalobosas.

Kad jie reaguotų, raktas buvo rasti tinkamą pH.

Esant stipriai šarminėms sąlygoms, ciklodekstrinai praranda protoną, susidaro joninė struktūra su padidėjusiu reaktyvumu ir tirpumu. Grupė panaudojo šį atradimą, siekdama sukurti nuolatinius ciklodekstrinų filmus, kurie pasirodė esąs puikus poringumas. "Membranos, kurias mes paruošėme, leido tirpikliams prasiskverbti daugiau nei dešimt kartų greičiau nei lygiavertės prekyboje esančios membranos", - sako Villalobosas.

"Be to, jie gali diskriminuoti molekules pagal jų formą dėl ciklodekstrinų ertmių", - priduria Villalobosas. Kaip principo įrodymas, komanda išskyrė dviejų panašaus dydžio, bet skirtingos formos molekulių mišinį.

Kadangi ciklodekstrinai yra pigi ir lengvai prieinama medžiaga, pagaminta iš krakmolo, ši membrana gali būti labai patraukli medžiaga pramoninių molekulių mišinių atskyrimui, teigia Peinemannas.

"Bet tai tik pirmasis žingsnis - ciklodekstrinai yra tik vienas iš esmės poringų elementų pavyzdys", - priduria Villalobosas. "Gali būti laikomasi panašių strategijų, kad būtų pagaminti filmai, kuriuose naudojami kiti konstrukciniai elementai su ertmių dydžiais, kurie yra patrauklūs tikslingiems, tinkamiems pramonėje atskyrimams."

menu
menu