揭秘3D打印在膜工業中的發展潛力

膜工業技術廣泛應用于石油、化工、電子電力、能源、環保、食品、輕工、生物醫藥、飲用水凈化、海水淡化等領域。膜是一種將氣體或液體分子分離成兩部分的半滲透選擇性屏障，常見的例子是能將鹽從水中分離出來的的反滲透膜。本站之前也報道過美國學者借3d打印之力做出了性能更高的陰離子交換膜 。目前，全球高達15％的能源消耗來自氣體、精細化學品、淡水等工業產品的分離與凈化，而分離過程也占到了工業資本和運營成本的40％至70％，提高膜制造技術對節約能源有著積極意義。
據了解，巴斯大學高級分離工程中心（case）的科學家將3d打印技術引入了膜工業中，用于制造不同形狀、類型和設計的膜，科研團隊研究發現，相比以前制造的膜，3d打印膜能夠進行更精確的設計、制造和控制。巴斯大學高級分離工程中心的研究論文近日在journal of membrane science 期刊中發表。
在研究中，巴斯大學高級分離工程中心科學家總結了目前膜工程所棉綸的限制，受限于當前的制造技術，膜的形式主要有管狀、中空狀纖維和平面表面樣式。目前人們能制造出的膜相對來說是不精確的，這將限制膜成功分離不同物質的能力。
研究團隊表示，3d打印非常適合用來制造帶有設計孔狀和表面形狀的膜，這些孔狀和形狀可以增加膜表面的微觀混合和剪切流，從而大大減少疏通堵塞所耗費的時間和能源，同時還能讓膜在更長的時間內保持清潔。
研究負責人darrell patterson博士表示，雖然3d打印技術還無法大規模生產出有價格競爭力的膜，但這項研究揭示了3d打印在膜工業中的潛力，即生產出帶有受控的復雜孔狀結構或整合表面圖案的膜，以及仿生結構的膜，這些膜是目前無法生產的。
3d打印的膜可以讓眾多工業應用領域實現更可持續的分子分離并降低能源使用，隨著世界各地對環保要求的增長，巴斯大學的研究方向受到了膜工業的關注。


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