Het verwijderen van waterdamp uit lucht en andere gasmengsels, wat cruciaal is voor veel industriële processen en airconditioning, zou goedkoper en effectiever kunnen worden door de polymeermembraantechnologie die nu bij KAUST is ontwikkeld.

"We hebben een polymeerfilm gemaakt met een extreem hoge doorlaatbaarheid voor waterdamp en tegelijkertijd een effectieve barrière voor andere gassen, " legt Faheem Akhtar uit, een KAUST Ph.D. student.

De onderzoekers vonden een manier om minuscule nanokanaaltjes te creëren in de membraanstructuur die ze omschrijven als snelwegen voor watermoleculen. De kanalen trekken water aan en voeren het af voor extractie, droge gassen achterlatend. "Het vervoer over water is extreem snel, " Akhtar voegt toe. De membranen zijn samengesteld uit een commercieel polymeer genaamd NexarTM. Dit is een blokcopolymeer dat wordt samengevoegd wanneer korte blokken van een herhalende moleculaire eenheid sequentieel worden gekoppeld aan korte blokken van een ander type eenheid. De chemische structuur van de blokken bepaalt de interactie met waterdamp en andere gassen.

De belangrijkste innovatie, echter, was de ontdekking dat de fijne structuur van bobbels en ribbels in de membranen kan worden gecontroleerd door de omstandigheden waarin het polymeer zichzelf assembleert te variëren. Het veranderen van de oplosmiddelen die tijdens de polymeervorming worden gebruikt, genereert membranen met een verscheidenheid aan geordende of ongeordende kanalen (zie afbeeldingen).

"Het verkrijgen van de juiste polymeermorfologie was erg uitdagend en interessant, ", zegt teamleider Klaus-Viktor Peinemann. Hij legt uit dat het polymeer watervriendelijke en waterafstotende delen bevat. Bij bereiding met geschikte oplosmiddelen, de watervriendelijke delen oriënteren zich als parels aan een touwtje, het vormen van de snelwegen voor vervoer over water.

"Het kostte ons veel tijd om de juiste voorwaarden te vinden, " Akhtar wijst erop. Om te slagen, theoretisch begrip van de chemische interactie tussen de gekozen oplosmiddelen en het polymeer werd gecombineerd met behoorlijk wat vallen en opstaan. Door wetenschap en doorzettingsvermogen, de onderzoekers identificeerden uiteindelijk een procedure om geordende structuren te maken die een zesvoudige toename van de waterdoorlatendheid opleveren in vergelijking met ongeordende membranen.

Na het basispotentieel van de membraantechnologie te hebben aangetoond, het team is nu van plan om het productieproces op te schalen en te testen in realistische industriële toepassingen. De commerciële kansen zijn groot. Effectievere ontvochtigingsmethoden kunnen het energieverbruik van een energie-intensieve procedure drastisch verminderen.