Мембраны научились сортировать молекулы по химическому сродству

Исследователи из Корнеллского университета разработали пористые материалы, способные фильтровать молекулы по их химическому составу, а не только по размеру, как в традиционных методах ультрафильтрации.

Новый подход использует смешение химически различных мицелл блок-сополимеров — крошечных самоорганизующихся полимерных сфер. Это позволяет создавать мембраны с химически разнообразной поверхностью пор, способные различать молекулы одинакового размера, но разной химической природы, например, антитела с различной молекулярной структурой.

«Это первый реальный путь к созданию ультрафильтрационных мембран с химически разнообразными поверхностями пор», — заявил старший автор исследования Ульрих Виснер.

Вдохновляясь природными системами, такими как белковые каналы в клетках, команда использовала машинное обучение для анализа расположения различных типов мицелл в порах. Этот метод помог преодолеть сложности идентификации химического состава пор с помощью обычной микроскопии.

Разработка основана на предыдущих достижениях группы Виснера, которые привели к созданию стартапа Terapore Technologies. Новая технология позволяет компаниям использовать существующие производственные процессы, меняя лишь «рецепт» химического состава для программирования свойств поверхности пор.

Потенциальные применения технологии выходят за рамки фильтрации и включают умные покрытия, реагирующие на окружающую среду, и биосенсоры для обнаружения специфических молекул.