1. Filtration à travers des membranes :
Le système circulatoire humain repose sur des membranes semi-perméables, telles que les parois des capillaires, pour permettre l'échange d'eau et de nutriments entre la circulation sanguine et les tissus environnants. Inspirés par ce concept, les scientifiques ont développé des membranes de filtration dotées de pores de taille spécifique qui permettent à l'eau de passer de manière sélective tout en bloquant les contaminants. Ce principe est fondamental dans les systèmes de purification de l’eau, d’osmose inverse et d’hémodialyse.
2. Pression sélective :
La circulation du sang dans notre corps est régie par l’action de pompage du cœur, créant des gradients de pression qui facilitent le mouvement des fluides. De même, dans les processus de filtration, la pression est utilisée pour forcer l’eau à travers les membranes, laissant derrière elle les impuretés. Cette technique est couramment utilisée dans les systèmes de microfiltration, d’ultrafiltration et de nanofiltration.
3. Électrodialyse :
L'électrodialyse est un processus de séparation qui utilise des membranes semi-perméables et un potentiel électrique pour éliminer les ions et autres particules chargées de l'eau. Cette technologie s'inspire de la capacité du corps humain à transporter des ions à travers les membranes cellulaires via des canaux ioniques et des pompes. L'électrodialyse trouve des applications dans le dessalement, le traitement des eaux usées et la transformation des aliments.
4. Biomimétisme dans les matériaux de filtration :
Les scientifiques explorent également le mimétisme des matériaux naturels présents dans le système circulatoire pour améliorer les performances de filtration. Par exemple, les propriétés uniques de l’hémoglobine, la protéine qui transporte l’oxygène dans notre sang, ont inspiré le développement de membranes biomimétiques pour une séparation et une filtration efficaces de l’oxygène dans les processus de séparation des gaz.
5. Microfluidique :
Les systèmes microfluidiques, qui impliquent la manipulation d’infimes volumes de fluides dans des microcanaux, ont été influencés par le réseau complexe de vaisseaux sanguins de notre corps. En imitant les schémas de ramification complexes des capillaires, les dispositifs microfluidiques permettent un contrôle, un mélange et une séparation précis des fluides pour diverses applications, telles que le diagnostic médical, la synthèse chimique et l'administration de médicaments.
L’étude des mécanismes de transport de l’eau dans le corps humain continue de fournir des informations et une inspiration précieuses pour le domaine de la filtration. Les scientifiques explorent constamment de nouveaux concepts et matériaux susceptibles de révolutionner la purification de l’eau, le traitement des eaux usées et d’autres processus industriels, en les rendant plus efficaces et durables.
