UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID PATENTA MEMBRANA NANOPOROSA
Los experimentos llevados a cabo por la Universidad Autónoma de Madrid han culminado con esta última invención: Membrana nanoporosa, procedimiento de obtención de dicha membrana y uso de la misma.
El objeto principal de la invención es una membrana nanoporosa ordenada de NiO (una película delgada de aproximadamente 0.3 µm de espesor, con poros de tamaño nanométrico con simetría hexagonal y uniformemente distribuidos), y el procedimiento de fabricación de dicha membrana.
Las membranas porosas son de gran interés en diferentes campos de aplicación, como por ejemplo en sistemas de purificación o separación, en el desarrollo de sensores, en química fina, en procesos catalíticos y también en el desarrollo de células de combustible.
Las membranas porosas pueden ser inicialmente clasificadas en orgánicas o inorgánicas, dependiendo de su composición química. Las primeras son relativamente sencillas de obtener y existen muchos ejemplos de ello. Las membranas inorgánicas, a su vez, pueden estar formadas por cualquier material que sea capaz de crecer inhomogéneamente de manera que existan poros entre los granos crecidos. Se caracterizan por presentar alta resistencia a la temperatura y a variaciones de pH (sobre todo las membranas cerámicas).
Uno de los retos importantes en el desarrollo de estos materiales ha sido la obtención de membranas con estructura porosa ordenada para sus aplicaciones en magnetismo y óptica.
La invención supone una clara mejora del procedimiento de obtención de membranas con estructura porosa ordenada, entre otras, al reducir el número de etapas durante la síntesis. Esta metodología se basa en el empleo de una membrana, preferiblemente de alúmina porosa, que actúa de “plantilla” sobre la cual se deposita, en fase gas, el material del que queremos obtener la membrana porosa.
La deposición física del material sobre la membrana de alúmina se adapta completamente a la estructura de ésta y una vez que el material ha sido depositado, la membrana “plantilla” puede ser fácilmente eliminada mediante un tratamiento suave. Como resultado, se puede obtener una membrana con un espesor controlado y con una estructura ordenada que dependerá de la membrana “plantilla” que
hayamos empleado y también de las condiciones experimentales (fundamentalmente del ángulo de deposición).
La invención proporciona un procedimiento que mejora la fabricación de membranas porosas con distribución de poro totalmente controlada, constante, ordenada y homogénea. Los poros son una réplica del material que se emplea como plantilla.
Se ha observado que es posible emplear un sistema basado en la utilización de membranas porosas de óxido de aluminio como membrana “plantilla” sobre la cual es posible crecer en fase gas la membrana deseada. Esta membrana de alúmina porosa con unas determinadas características de espesor y diámetro de poro, está soportada por el resto de la lámina inicial de Aluminio metálico que no ha sido anodizado. Sobre esta membrana se deposita el material germen de la membrana que queremos obtener, mediante un proceso de bombardeo iónico o “sputtering” con un gas noble ionizado (preferentemente Ar2), sobre un blanco de ese material.
Como resultado, los átomos del material arrancados de la superficie del blanco, se depositan sobre la superficie de la membrana plantilla autoorganizándose sobre ella y siguiendo la estructura de poros de ésta. Una vez que la nueva membrana se ha generado, es posible eliminar la membrana-plantilla inicial de forma rápida y sencilla.
Esta invención de la Universidad Autónoma de Madrid, proporciona un método de preparación de membranas porosas con una distribución totalmente ordenada de huecos o poros, que permite su posterior empleo en múltiples aplicaciones. Las ventajas de este
procedimiento de síntesis, a grandes rasgos, se pueden resumir en los siguientes puntos:
- Obtención de membranas porosas con simetría y orden.
- Procedimiento sencillo que permite obtener membranas de materiales puros o mixtos.
- Procedimiento que permite, a partir de una membrana “plantilla”, reducir el diámetro de poro de la membrana crecida.
- Procedimiento que permite obtener membranas porosas formadas por capas sucesivas de diferentes materiales. Membranas dotadas de alta simetría y orden en los poros.
- El procedimiento descrito reduce considerablemente el número de etapas del procedimiento descrito en el estado de la técnica (réplica-antiréplica).
Procedimiento de obtención de una membrana porosa inorgánica que comprende los siguientes pasos:
a. la utilización de una membrana porosa plantilla de óxido de aluminio;
b. deposición y crecimiento, en fase gas, de un material en la membrana plantilla soportada obtenida en el paso (a) mediante un procedimiento de deposición mediante bombardeo de iones con magnetrón.
c. separación de la membrana inorgánica obtenida en (b) de la membrana plantilla soportada, si ello fuera necesario para la aplicación
FUENTE | OEPM