一種新型超薄矽膜可能非常適合過濾不同尺寸的分子，例如腎透析過程中去除的廢物。研究人員已經培育出多孔的、50個原子厚的矽層，這些矽層可以阻止某些蛋白質分子的透過，同時允許其他尺寸幾乎相同的分子透過。
羅切斯特大學的材料研究員克里斯托弗·斯特里默說：“這是膜技術方面的一個巨大飛躍。”斯特里默所在的團隊創造了這種過濾器，併成立了一家初創公司以將其商業化。
斯特里默表示，採用這種過濾器的簡單實驗室工具可能在一年內上架。他說，這項新技術還可以用於為急救和軍事人員提供的專用空氣和水過濾器，並且從長遠來看，可能有助於改善透析。“我們預計這項技術將在許多應用領域成為顛覆性技術，”他說。
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大多數過濾器呈海綿狀且相對較厚——約 50 微米，或相當於人類頭髮寬度的一半。它們由聚合物纏結而成，難以乾淨地分離尺寸相似的分子，因為它們的凹槽和縫隙容易捕獲僅比它們允許透過的顆粒稍大的顆粒。更薄或更多孔的膜速度會更快，這可能有助於透析，但它們也可能允許更多不需要的分子溜過去。
斯特里默和他的同事在試圖製備薄樣品以在電子顯微鏡下研究時，偶然發現了他們的矽過濾器。他們將矽原子濺射到表面上，然後加熱 15 奈米厚的層以使原子結晶。“我們注意到，在某些條件下，這種非常薄的材料可以製成多孔的，”斯特里默說。孔隙形成的原因尚不清楚，但他表示，一種可能的解釋是，材料在重新排列成小晶體時會收縮，從而在晶體之間留下微小的空間。
該小組在本週的《自然》雜誌上報告稱，與普通膜所需的 10 倍差異相比，由此產生的薄膜可以將一種蛋白質分子與另一種重量僅為其兩倍的蛋白質分子分離。矽層寬度近一毫米，可以承受一個大氣壓（每平方英寸 15 磅）而不會彎曲或斷裂。研究人員發現，它們的工作速度也比其他奈米級過濾器和傳統透析膜快約 10 倍。
荷蘭特溫特大學的奈米技術研究人員阿爾伯特·範登伯格和馬蒂亞斯·韋斯林在隨附的社論中指出，孔隙的生產工藝簡單，並且可以製成不同尺寸。他們說，它們最有希望的應用可能是在微流體技術或“晶片實驗室”技術領域，用於醫療測試或藥物研究。