受生物啟發的液體柵極過濾膜能夠防止污垢積累
科技
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應用於水過濾行業的傳統過濾膜的孔隙難以避免地會被堵塞,稱為垢化。清潔濾膜的污垢不僅費時費力,還需要經常更換濾膜消耗材料。科學家受自然啟發打造了利用液體柵極的過濾膜,能夠用高分子流體 過濾另一種液體,可以大幅減少垢化形成,大幅提高過濾和清潔效率,可長期使用無需過多維護。
哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所聯合美國東北大學和加拿大滑鐵盧大學共同 開發 的液體柵極過濾膜(LGMs,液體柵極過濾膜),其結構為25mm孔徑的過濾膜上增加一層全氟聚醚塗層,全氟聚醚會在孔隙和濾膜表面形成液體柵極。
實驗團隊在被納米粘土顆粒污染的水過濾實驗中應用LGMs液體柵極過濾膜,被納米粘土顆粒污染的水模仿了工業過濾環境。與傳統的過濾膜相比,科研團隊發現實驗中的LGMs濾膜能源效率提高近一倍,在過濾開始時所需的流動水壓減少16%,而其在必須徹底清潔前的使用持續時間演唱了近三倍,孔隙間的碳納米粘土顆粒污垢較傳統濾膜減少了近60%。
論文第一作者Jack Alvarenga稱「本研究首次展示了LGMs在模擬重工業過濾環境過程中,其能夠獲得長期地維持過濾性能,深度展示了LGMs如何抵抗不同種類的污垢形成,其可以應用於多種不同的水處理需求。」該研究團隊計划進行更大規模的LGMs研究,包括對不同種類的液體和顆粒的過濾實驗,並且嘗試其商業化可能性。改論文發表在《應用物理學快報·材料APL Materials》期刊中。
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