Sciencemag.cz
Doporučujeme
Membrány se v průmyslových procesech typu čištění vody nebo při jiných separačních reakcích používají odedávna, nicméně dosud bylo poměrně málo úsilí věnováno návrhu těchto komponent v nějak inteligentní podobě. Jednou z žádaných funkcí by mohla být i paměť.
Výzkumníci z britského National Graphene Institute a dalších institucí nyní připravili membrány ze sulfidu molybdeničitého MoS2 (MoS2 byl zkoumán ve formě 2D materiálu, tedy obdoby grafenu), které své vlastnosti mění nejen v závislosti na aktuálním prostředí, ale též si pamatují, jak propustné byly v minulosti. Paměť (hystereze) se běžně vyskytuje u magnetických materiálů. Například magnet může mít v každém magnetickém poli více než jeden možný magnetický moment v závislosti na tom, jakému poli byl vystaven v minulosti. U molekulárního transportu přes umělé (anorganické; v průvodní tiskové zprávě se používají obě slova) membrány je to však novinka, i když v obdobných biologických systémech se někdy paměťový efekt uplatňuje.
V případě 2D vrstvy sulfidu molybdeničitého výzkumníci dokázali ovládat způsob, jak voda a ionty procházejí membránou, pomocí pH. Důležité ovšem je, že membrána přitom zohledňuje i to, jakému pH byla vystavena dříve.
Jednou z hlavních aplikací membránových technologií je dnes čištění a odsolování vody. Zde se asi inteligence příliš neuplatní, ale kdo ví. Prozatím se třeba zkoumalo možné nasazení těchto membrán jako senzorů ran, kdy se infekce v ráně projevuje změnou pH. Obecně membrána s pamětí může být snáze součástí inteligentních či přímo výpočetních systémů, i když nejde přímo o logické hradlo.
C. Y. Hu et al, pH-dependent water permeability switching and its memory in MoS2 membranes, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05849-4
Zdroj: University of Manchester / Phys.org
