Voor het eerst lukt het om metal organic frameworks (MOF’s) te laten uitkristalliseren op de binnenkant van holle polymeervezels. Zo’n combinatie levert totaal nieuwe mogelijkheden voor membraanscheiding op, schrijven onderzoekers van Georgia Tech in Science.

Het idee is dan dat de holle vezels alleen nog dienen als dragermateriaal. Het MOF, met zijn veel nauwkeuriger instelbare poriegrootte, is de eigenlijke moleculaire zeef.

De onderzoekers demonstreerden het met poly(amide-imide)vezels van het merk Torlon, en een zinkhoudend MOF genaamd ZIF-8. Met dit simpele recept kun je waterstof en propaan al heel efficiënt scheiden, en propeen en propaan een beetje.

De kunst is om dat MOF in de vezel te laten uitkristalliseren. Dat gebeurt door de vezels op te hangen in een microfluïdisch system en er een oplossing van zinknitraat in 1-octanol doorheen te laten stromen. Buiten de vezels bevindt zich een waterfase waarin 2-methylimidazool, de organische component van het MOF, is opgelost. Beide vloeistoffen mengen niet maar het imidazool diffundeert door de poreuze vezels heen, komt aan de binnenkant de zinkionen tegen, en de combinatie kristalliseert ter plekke uit. Hoe dik de laag wordt, hangt van de procesinstellingen af.

Het suggereert dat het op deze manier mogelijk moet zijn om grote aantallen vezels tegelijk te coaten, zodat je aan de productie van industriële membraanmodules kunt gaan denken.

Op dezelfde manier moet je volgens de auteurs trouwens ook een MOF aan de buitenkant van de vezel of in de poriën kunnen kweken, al hebben ze dat zelf nog niet uitgeprobeerd.

bron: Science