science >> Wetenschap >  >> Chemie

Nieuw, op waterbasis, recyclebare membraanfilters alle soorten nanodeeltjes

Een zelfassemblerend membraan voor waterzuivering. Krediet:Weizmann Institute of Science

Scheidingstechnologie vormt de kern van waterzuivering, rioolwaterzuivering en terugwinning van materialen, evenals tal van fundamentele industriële processen. Membranen worden gebruikt om de kleinste deeltjes op nanoschaal en zelfs moleculen en metaalionen te scheiden. Prof. Boris Rybtchinski en zijn groep van de afdeling Organische Chemie van het Weizmann Institute of Science hebben een nieuw type membraan ontwikkeld dat de levensduur van een scheidingssysteem kan verlengen, de kosten verlagen en, in sommige gevallen, verhoogt ook de efficiëntie ervan.

De membranen die hij en zijn groep hebben gemaakt, kunnen op verschillende manieren worden geproduceerd, met verschillende materialen, en ze komen samen in water en bevatten water als hoofdbestanddeel (de membranen zijn verwant aan hydrogels). De eerste generatie membranen die de groep ontwikkelde, waren gemaakt van unieke moleculen die zich organiseren in het membraanmateriaal. Deze eigenschap zorgt er ook voor dat het membraan gemakkelijk kan worden gerecycled en dat de deeltjes die in het scheidingsproces zijn gevangen, kunnen worden teruggewonnen. De membranen kunnen deeltjes scheiden op basis van grootte, van één tot enkele nanometers.

De membranen van de tweede generatie bevatten ook een tweede zelf-geassembleerde polymeerlaag, waardoor het scala aan toepassingen voor deze technologie wordt uitgebreid. Deze nieuwe membranen zijn bestand tegen hoge drukken en zijn in staat om water te zuiveren van giftige zware metalen en organische moleculen, voor het eerst laten zien dat zelf-geassembleerde "aqua materialen" kunnen worden gebruikt voor veeleisende industriële toepassingen. In tegenstelling tot conventionele materialen, de zelf-gemonteerde membranen kunnen eenvoudig worden gedemonteerd; dit is van cruciaal belang voor het bestrijden van membraanvervuiling, dat is de grootste uitdaging bij membraantoepassingen. Het fabricageproces van het membraan is eenvoudig, en hun prestaties zijn uitstekend, de technologie intrinsiek de moeite waard maken, zelfs voordat de mogelijkheid om ze te recyclen en opnieuw te gebruiken in overweging wordt genomen. Het laatste, natuurlijk, is van enorm belang, omdat het de membranen duurzaam maakt. Inderdaad, het doel van het creëren van duurzame nanomaterialen staat centraal in het onderzoek van Rybtchinski en zijn groep.