揭秘3D打印在膜工业中的发展潜力

膜工业技术广泛应用于石油、化工、电子电力、能源、环保、食品、轻工、生物医药、饮用水净化、海水淡化等领域。膜是一种将气体或液体分子分离成两部分的半渗透选择性屏障，常见的例子是能将盐从水中分离出来的的反渗透膜。本站之前也报道过美国学者借3d打印之力做出了性能更高的阴离子交换膜 。目前，全球高达15％的能源消耗来自气体、精细化学品、淡水等工业产品的分离与净化，而分离过程也占到了工业资本和运营成本的40％至70％，提高膜制造技术对节约能源有着积极意义。
据了解，巴斯大学高级分离工程中心（case）的科学家将3d打印技术引入了膜工业中，用于制造不同形状、类型和设计的膜，科研团队研究发现，相比以前制造的膜，3d打印膜能够进行更精确的设计、制造和控制。巴斯大学高级分离工程中心的研究论文近日在journal of membrane science 期刊中发表。
在研究中，巴斯大学高级分离工程中心科学家总结了目前膜工程所棉纶的限制，受限于当前的制造技术，膜的形式主要有管状、中空状纤维和平面表面样式。目前人们能制造出的膜相对来说是不精确的，这将限制膜成功分离不同物质的能力。
研究团队表示，3d打印非常适合用来制造带有设计孔状和表面形状的膜，这些孔状和形状可以增加膜表面的微观混合和剪切流，从而大大减少疏通堵塞所耗费的时间和能源，同时还能让膜在更长的时间内保持清洁。
研究负责人darrell patterson博士表示，虽然3d打印技术还无法大规模生产出有价格竞争力的膜，但这项研究揭示了3d打印在膜工业中的潜力，即生产出带有受控的复杂孔状结构或整合表面图案的膜，以及仿生结构的膜，这些膜是目前无法生产的。
3d打印的膜可以让众多工业应用领域实现更可持续的分子分离并降低能源使用，随着世界各地对环保要求的增长，巴斯大学的研究方向受到了膜工业的关注。


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