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聚合物納米膜提高化工效率，孔徑最小可至 0.2 nm

文章來源：賢集網更新時間：2022-09-02 14:55:13

來自倫敦瑪麗女王大學、倫敦帝國理工學院、美國埃文斯頓西北大學和德國比勒費爾德大學的一組研究人員開發了一種新型聚合物納米膜，其具有對齊的超分子大環分子。

這些新型納米膜的特性表明它們將提高廣泛用于化學和制藥領域的分離技術的有效性。

分子分離占傳統化學和制藥制造所用能源的 45-55%。

這些程序必須在很大程度上或完全被創新的分離策略所取代，這些策略利用先進的膜技術使這些過程更有效、更實惠、更環保，因此更可持續。

該研究小組的研究結果發表在《自然》雜志上，該研究結果表明，他們對齊的超分子大環聚合物納米膜在卓越和高選擇性過濾性能方面優于目前用于化學和制藥行業的傳統聚合物納米膜。傳統的聚合物納米膜孔徑范圍大，沒有精確調節的方法。

分子設計的大環排列成在這種新型聚合物納米膜中形成亞納米孔，對于尺寸差異小至 0.2 nm 的分子，它是非常有效的過濾通道。

研究人員展示了如何使用選擇性功能化的大環分子，其中具有高反應性基團的上邊緣在交聯反應期間選擇性地直立，可用于排列和對齊這些微觀空腔。

掠入射廣角 X 射線散射 (GI-WAXS) 可用于確認納米膜中大環的定向構造。

這可以證明使用不同的環糊精特性以埃精度利用不同的納米孔直徑的想法，并且還有助于在超高真空中的高分辨率原子力顯微鏡下觀察亞納米大環孔。

這些納米膜顯示出比商業最先進的膜更高的乙醇滲透性和分子選擇性，并用于高價值藥物分離以濃縮大麻二酚 (CBD) 油作為概念的實際證明。

為了制造具有納米孔的膜，可以提供精確、快速和節能的分子分離，這一獨特的概念提供了實用的技術。

“對 CBD 衍生藥物的需求迅速增長，因為它們在治療抑郁癥、焦慮癥和癌癥方面非常有效。目前用于從提取物中分離 CBD 分子的最先進技術既昂貴又耗能。”

膜可以提供具有成本效益和能源效率的替代方案，但需要準確分離 CBD 和溶解在提取溶劑中的其他類似尺寸的天然成分。因此，精確控制膜孔徑對于這一機會至關重要。

“在我們的工作中，對齊的大環膜的孔徑可以在埃精度下進行精確調整，與商業基準膜相比，這使得溶劑傳輸和 CBD 的富集度提高了一個數量級。這擴展了在需要精確分子選擇性的高價值行業中應用膜的巨大潛力， ”江博士說。

他總結道：“如果沒有我們在美國和德國的合作者的貢獻，這項工作肯定是不可能完成的。他們提供了顯示大環排列的關鍵證據（美國的 GIWAXS 技術）和排列的大環孔的可視化（德國的 AFM 技術）。他們的結果對于驗證分子設計和提供對這些膜的基本理解很重要，我們將在未來尋求更多合作機會。”

原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_515756.html
來源：賢集網
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