Een recente samenwerking tussen onderzoekers van de Universiteit van Chicago en de Universiteit van Illinois in Chicago met de Electronic &Magnetic Materials &Devices Group van het Center for Nanoscale Material van het Argonne National Laboratory heeft tot nu toe het dunste nanofiltratiemembraan opgeleverd, bij ongeveer 30 nm, gemaakt van slechts vier lagen nanodeeltjes.

Een scheidingsmembraan is een sleutelcomponent in zowel nanofiltratie- als omgekeerde osmosefiltratiesystemen. Gewoonlijk zijn het micron-dikke polymeerfilms. Het verminderen van de dikte van het membraan vermindert de druk die over het membraan moet worden uitgeoefend om een ​​bepaalde hoeveelheid flux te bereiken, wat een grote operationele kostenpost is bij deze apparaten. De filtratiecoëfficiënt van dit membraan voor waterige oplossingen is twee ordes van grootte groter dan voor typische op polymeren gebaseerde nanofiltratiesystemen. Bijna slechts 80 kPa druk, het membraan vertoont een uitgesproken ladingsgevoeligheid voor een verscheidenheid aan kleurstoffen en andere moleculen, terwijl moleculen groter dan 1,7 nm worden afgewezen. Geleid door atomistische moleculaire dynamica-simulaties, er werd gevonden dat moleculair transport plaatsvindt door porie-achtige gebieden tussen dicht opeengepakte nanodeeltjes en dat diëlektrische uitsluiting de ladingsafhankelijke afstoting domineert.

Dit onderzoek opent nieuwe mogelijkheden voor het gebruik van nanodeeltjes in nanofiltratie en -scheiding. Als de deeltjesgrootte, oppervlakte ligand type, en pakkingsgeometrie in het membraan kunnen allemaal worden aangepast, het is potentieel mogelijk om de afsnijgrootte en robuustheid van het membraan verder aan te passen voor een verscheidenheid aan filtratietoepassingen.