ساخت غشا های نانویی برای جداسازی ترکیبات آلی - مجله تخصصی کامپیوتر

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، فرآیند های جداسازی شیمیایی برای کارخانه ها ضروری هستند، اما سطوح بالایی از انرژی را نیز مصرف می نمایند. مهندسان دانشگاه پنسیلوانیا در حال توسعه غشا های جدیدی برای جداسازی غشایی با انرژی کارآمد در سطح نانو هستند.

فرآیند های جداسازی شیمیایی در ساخت بسیاری از محصولات استفاده می گردد. چنین فرآیند هایی از نظر انرژی پرهزینه هستند و تقریباً 10 تا 15 درصد از مصرف انرژی جهانی را تشکیل می دهند. به طور خاص، استفاده از فرایند های جداسازی حرارتی، مانند تقطیر برای جداسازی هیدروکربن های مبتنی بر نفت، عمیقاً در صنایع شیمیایی ریشه دار است و ردپای انرژی مرتبط با آن بسیار زیاد است. فرآیند های جداسازی مبتنی بر غشا پتانسیل کاهش قابل توجه چنین مصرف انرژی را دارند.

محققان نشان داده اند که چگونه روش های مورد استفاده برای ایجاد غشا های آن ها امکان تنظیم دقیق فاصله نانوساختار ها در فیلتر حاصل را فراهم می نماید.

فرآیند های فیلتراسیون با غشاء هایی که آلاینده ها را از هوایی که تنفس می کنیم و آبی که می نوشیم جدا می نماید، رایج شده است. با این حال، فناوری های غشایی برای جداسازی هیدروکربن و سایر مواد آلی به مراتب کمتر پیشرفته اند.

محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی پنسیلوانیا در حال توسعه غشا های جدیدی برای جداسازی آلی با انرژی کارآمد هستند که برای این کار ساختار فیزیکی غشا ها در مقیاس نانو دستکاری می شوند.

نانوفیلتراسیون با استفاده از غشا های خود مونتاژ شونده، یک حوزه تحقیقاتی اصلی برای چیندوم اوسوجی، استاد گروه مهندسی شیمی و بیومولکولی، بوده است. این فناوری در مسابقه سال گذشته Y-Prize شرکت داده شد و برندگان پرونده ای را برای استفاده از آن برای فراوری نوشیدنی های غیرالکی درقالب استارتاپی به نام LiberTech ارائه کردند.

به تازگی چیندوم اوسوجی این غشا را برای فیلتراسیون در محلول های آلی مانند اتانول و ایزوپروپیل الکل توسعه داده است و مولکول های خود مونتاژشونده آن را نسبت به نانوفیلتراسیون حلال آلی سنتی (OSN) کارآمدتر نموده است.

نتایج این مطالعه که در Science Advances منتشر شده است، شرح می دهد که چگونه می توان منافذ یکنواخت این غشا را با تغییر میزان یا غلظت مولکول های خودآرایی که در نهایت ماده را تشکیل می دهند، تنظیم کرد. این قابلیت تنظیم اکنون در ها را برای استفاده از این فناوری غشایی در حل مسائل مختلف فیلتراسیون آلی در دنیای واقعی باز می نماید.