Ett självmonterande membran för vattenrening. Kredit:Weizmann Institute of Science
Separationsteknik är kärnan i vattenrening, avloppsrening och återvinning av material, såväl som många grundläggande industriella processer. Membran används för att separera de minsta partiklarna i nanoskala och till och med molekyler och metalljoner. Prof. Boris Rybtchinski och hans grupp vid Weizmann Institute of Sciences avdelning för organisk kemi har utvecklat en ny typ av membran som kan förlänga livslängden för ett separationssystem, sänka kostnaderna och, i vissa fall, öka dess effektivitet också.
Membranen han och hans grupp har skapat kan tillverkas på olika sätt, med olika material, och de kommer samman i vatten och innehåller vatten som en huvudkomponent (membranen är besläktade med hydrogeler). De första generationens membran som gruppen utvecklade var gjorda av unika molekyler som organiserar sig i membranmaterialet. Denna egenskap möjliggör också att membranet lätt kan återvinnas och att partiklarna som fångas i separationsprocessen kan återvinnas. Membranen kan separera partiklar baserat på storlek, från en till flera nanometer.
Den andra generationens membran innehåller också ett andra självmonterat polymerskikt, därmed bredda tillämpningsområdet för denna teknik. Dessa nya membran kan hålla höga tryck och kan rena vatten från giftiga tungmetaller och organiska molekyler, visar för första gången att självmonterade "aquamaterial" kan användas för krävande industriell tillämpning. Till skillnad från konventionella material, de självmonterade membranen kan lätt tas isär; detta är avgörande för att bekämpa membranpåväxt, vilket är den största utmaningen i membrantillämpningar. Membrantillverkningsprocessen är enkel, och deras prestanda är utmärkt, gör tekniken till sin natur värdefull, redan innan möjligheten att återvinna och återanvända dem beaktas. Den senare, självklart, är av enorm betydelse, eftersom det gör membranen hållbara. Verkligen, Målet att skapa hållbara nanomaterial är kärnan i den forskning som utförs av Rybtchinski och hans grupp.