Un groupe de recherche dirigé par le professeur Wan Yinhua de l'Institut d'ingénierie des procédés (IPE) de l'Académie chinoise des sciences a développé une membrane antisalissure inspirée des tentacules de corail grâce à la croissance séquentielle de brosses polymères fonctionnelles sur la surface de l'espaceur. L'étude a été publiée dans le AIChE Journal .
L'encrassement des espaceurs de membrane entraîne une perte de charge accrue et une durée de vie réduite des modules à membrane. Le nettoyage de ces espaceurs encrassés est difficile en raison des fortes interactions entretoise et membrane.
L'incorporation de médicaments dans les revêtements antisalissure permet d'inactiver efficacement les bactéries via la libération du médicament. Cependant, les surfaces antimicrobiennes ne conviennent pas aux processus de production tels que la biofermentation et la séparation membranaire. De plus, ils ont le potentiel de favoriser la croissance de bactéries résistantes aux médicaments en raison des temps d'inactivation prolongés.
Au cours de leur évolution naturelle, les coraux ont acquis des caractéristiques distinctes marquées par une faible énergie de surface et une morphologie contrôlable, leur conférant des propriétés antisalissure et autonettoyantes. "En nous inspirant des tentacules de corail, nous avons utilisé des réactions de polymérisation radicalaire par transfert d'atomes (ATRP) pour créer une couche de faible énergie libre de surface (LSFE) morphologiquement contrôlable sur la surface de l'espaceur, améliorant ainsi efficacement les caractéristiques antisalissure et autonettoyantes de l'espaceur", a déclaré le professeur. .Wan.
Dans une réaction ATRP en deux étapes, des brosses en polymère sensibles à la température, en particulier le poly-N-isopropylacrylamide (PNIPAM), et des brosses en polymère fluoré antisalissure, connues sous le nom de méthacrylate de poly-2-perfluorooctyl)éthyle (PFOEMA), ont été consécutivement immobilisées sur l'espaceur. surface. L'espaceur modifié avait une énergie de surface inférieure, réduisant ainsi l'adsorption des salissures.
De plus, le PNIPAM confère à la couche antifouling une réactivité significative à la température, permettant de contrôler la rugosité interfaciale et d’améliorer la capacité d’hydratation. L'espaceur modifié a réduit l'augmentation de la chute de pression et l'adsorption des salissures de 61,7 % et 89,3 %, respectivement, par rapport à un espaceur en polypropylène disponible dans le commerce.
"Cette approche innovante résout le compromis entre l'anti-adsorption sur les surfaces fluorées et l'hydrophobicité, fournissant ainsi des informations précieuses sur le contrôle du transfert de masse à l'échelle microscopique", a déclaré le professeur Luo Jianquan, auteur correspondant de l'étude. "Nous pensons que cette approche a le potentiel de fournir des conseils dans divers domaines, notamment la préparation du module de membrane antifouling, du biocapteur et des tests immunologiques."
Plus d'informations : Jiachen Huang et al, Espaceur de membrane antifouling inspiré des tentacules de corail :une solution naturelle pour la prévention de l'encrassement biologique, AIChE Journal (2024). DOI :10.1002/aic.18391
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
