Crédit :Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique (NWO)
Les membranes sont largement utilisées pour séparer des substances les unes des autres, par exemple dans le traitement de l'eau ou la dialyse rénale. La technologie membranaire économise de l'énergie et de l'eau, et a un petit CO
Une membrane est une mince, solide plat qui fonctionne comme un filtre fin. Par exemple, il peut laisser passer l'eau, mais il filtre les bactéries. La méthode de production de membranes la plus couramment utilisée est relativement simple et permet de réaliser une grande variété de tailles de pores. Malheureusement, cette méthode nécessite de grandes quantités de solvants qui nuisent à la reproduction humaine et sont très difficiles à éliminer des eaux usées et de la membrane elle-même. Cependant, l'élimination des solvants de la membrane est vitale pour les applications médicales.
A l'Université de Twente, Wiebe de Vos, qui a été récemment nommé professeur agrégé, travaille sur une alternative propre et tout aussi simple. Un avantage supplémentaire de sa méthode est qu'une plus grande variété de membranes peut être produite. "Cette évolution peut être comparée à la transition que nous avons vue avec la peinture. C'était autrefois plein de solvants nocifs, mais maintenant, la plupart de la peinture que vous achetez dans la quincaillerie est à base d'eau. Avec notre nouvelle méthode de production, nous sommes sur le point d'effectuer une transition similaire vers un produit plus propre dans la technologie des membranes. Et ce qui est bien pour les fabricants, c'est qu'ils n'ont qu'à apporter des ajustements mineurs à leur équipement actuel."
La méthode de De Vos est appelée séparation de phase aqueuse et est basée sur des polymères chargés. "Nous préparons une solution de deux polymères différents avec un pH élevé. Dans ces circonstances, l'un des deux polymères est chargé négativement, l'autre est toujours neutre. En plongeant un film de cette solution dans un bain acide, le deuxième polymère gagne une charge positive. Les polymères de charges opposées s'attirent et se regroupent, formant un nouveau matériau complexe. Ce complexe précipite alors sous forme d'un film poreux :la membrane. La vitesse à laquelle le cluster polymère détermine la structure finale de la membrane. Plus le regroupement est rapide, plus les trous sont petits. En faisant varier des paramètres comme la composition et la concentration des deux polymères, ou l'acidité des solutions, vous pouvez créer différents types de membranes selon vos besoins."
Dans un article récent de la revue Matériaux fonctionnels avancés De Vos et ses collègues prouvent que cette méthode conduit à des membranes reproductibles dans lesquelles la taille des pores peut être contrôlée très précisément. En outre, ils montrent que les membranes résultantes sont robustes et performantes dans des applications courantes telles que la filtration de l'eau potable.
Possibilités supplémentaires
« Les polymères chargés que nous utilisons ont des propriétés particulières, qui permet la création de membranes dépassant le cadre de la méthode actuelle, " ajoute De Vos. A titre d'exemple, il a précédemment démontré une membrane qui peut éliminer de très petites quantités de résidus de médicaments des eaux de surface, tout en laissant les minéraux utiles intacts. Cela n'est pas possible avec la génération actuelle de membranes qui éliminent à la fois les substances nocives et utiles de l'eau.
Les frais sont également utiles dans les cas où vous souhaitez ajouter des fonctionnalités supplémentaires à la membrane, dit De Vos. « Un exemple est celui des nanoparticules chargées qui peuvent empêcher l'encrassement des membranes et donc prolonger la durée de vie de la membrane. Nous sommes en bonne voie pour créer une multitude de nouveaux systèmes, " conclut-il. " Avec nos recherches, J'espère que nous pourrons inspirer d'autres à utiliser pleinement les possibilités de la séparation des phases aqueuses."
