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美國研究人員提出一簡單新方法，僅需單一步驟即可製作分層多孔聚合物(hierarchical porous polymer)。這類共聚物對科技應用而言相當重要，並且已使用於催化轉換器(catalytic converter)等裝置上，不過在此之前，如此材料非常難以合成。
工業上有許多製程，例如催化轉換反應，需要使用高表面積材料。這些材料一般具有大量的微細孔洞，而這也代表著僅有限數量的氣體或液體能通過此材料。要避開這個問題而有效提高流體流量的方法之一，是製作具有多重孔隙相連結的聚合物。
車輛催化轉換器中所使用的分層多孔材料可藉由一多重步驟製程所完成。首先須製作內部具孔洞長約數百微米的陶瓷塊材，接著再包覆含奈米孔隙的高表面積材料。最近，康乃爾(Cornell)大學Ulrich Wiesner研究團隊提出一簡單新方法，僅須單一步驟便能製作出如此分層多孔性材料。Wiesner解釋，過去在生產此類材料時，須在冗長的後續處理過程中逐步移除部分材料以產生多孔特性，而在他們的實驗中，則利用一簡單清洗步驟去除添加物便能致使多孔隙的產生。
此康乃爾團隊的技術基於熱力學原則，並且利用了旋節分解(spinodal decomposition)與中間相分離(mesophase separation)。實驗中使用溶劑混合兩原料PS-b-PEO及o-PEO，最後並蒸發溶劑。由於所選擇的添加物為水溶性，簡單清洗成品薄膜便能形成微米(來自於旋節分解)以及奈米(因添加物的移除)孔洞。旋節分解可使用於兩聚合物中以產生相分離，過程中會產生連續3D界面，相分離通常發生在微米級大小。另一方面，屬高分子的嵌段共聚物相分離則是奈米尺度。
此新技術有助於製作更佳的催化轉換器，以及使用於生物工程中作為分層支架以成長細胞結構。該研究團隊目前正探討此過程背後的物理以及其詳細運作情形，他們同時計畫將此方法延伸至其他材料並擴大研究範疇。詳見Science｜DOI: 10.1126/science.1238159。 |