Top

علماء كاوست يعدون مادة مسامية ثلاثية الأبعاد للتخلص من التلوث

تعرض صور المسح المجهري الإلكتروني SEM الهياكل التسلسلية المنتظمة، والتي توضح كيف تكونت بنية قرص العسل على سطح الغشاء

طريقة سريعة وآمنة لإعداد مادة مسامية ثلاثية الأبعاد يشبه شكلَ قرص العسل، قد يكون لها تطبيقات واسعة بداية من الحفز، وحتى توصيل العقاقير أو تنقية الهواء لإزالة الملوثات أو الفيروسات.

تُعد شبكة قرص العسل أو تناظر طحالب الدياتوم (كائن حي مجهري وحيد الخلية ) من  ضمن البنى الحية المعقدة التي طالما ألهمت أنماطُها وأشكالُها المتناسقة العلماء. وأحد التطبيقات الحديثة لمحاكاة هذه البنى هو تطوير مواد مسامية هرمية اصطناعية مستقرة، ولكن في الوقت نفسه لديها مساحة سطح كبيرة وقدرة على استخلاص المواد انتقائيًّا. وقد تَسبَّب تعقيد هذه الهياكل وتكرارية أنماطها عبر مقاييس متدرجة من الأجزاء الفردية إلى الهيكل بأكمله في صعوبة بناء مثل هذه الهياكل على نطاق نانوي.

وقد اقترح فريق من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، بقيادة سوزانا نونيز، طريقة بسيطة يمكنها –في غضون خمس دقائق فحسب- إنتاج غشاء مرن ذي بنية هرمية معقدة وله أنماط متكررة من المسام المترابطة منتظمة الشكل.

تظهر إعادة البناء ثلاثية الأبعاد لصور المسح المجهري الإلكتروني على النطاق الكبير، باستخدام تقنية وجه الكتلة التسلسلي، الفراغات الكروية الدقيقة التي يبلغ قطر كل منها 5 ميكرومتر.

وبمساعدة خبراء من المختبر المركزي للتصوير والتوصيف بالجامعة، استخدم الباحثون البوليمر المشترك( تعدد انواع الوحدات التركيبية في السلسلة) المتكتل المعروف باسم بوليستيرين –بي –المتعدد (ترت-بيوتيل أكريليت) (PS–b–PtBA) لعرض هذه الطريقة. قاموا باختبار تركيزات مختلفة من الـPS–b–PtBA بمخلوطات مذيبة مختلفة مع صب المحلول الناتج على شريحة زجاجية والتبخير لفترات زمنية مختلفة لتعزيز أول مرحلة في عملية تشكيل بنية جديدة عن طريق التجميع الذاتي أو التنظيم الذاتي اما تعرف باسم التنوِّي. كما تعزز من نمو التجاويف ذات الجدران المترابطة عالية المسامية. وبعد ذلك، جرى غمر الغشاء الناتج في الماء لإزالة المذيبات وإيقاف الانفصال الطوري.

ويوضح ستيفان شيسكا، الباحث الرئيسي، انه وبواسطة هذه الطريقة، يتم تخليق منصة مهمة لتصميم مواد مسامية اصطناعية ذات منظومات تكرارية مسامية معقدة، وعالية التنظيم تحاكي ما نراه في الطبيعة، ويضيف: "تلك المواد لها استخدام محتمل في عمليات الفصل و في الحاملات البيولوجية".

لقراءة الموضوع باللغة الإنجليزية, الرجاء الضغط هنا