近日,巴斯大學(xué)高級(jí)分離工程中心(CASE)的科學(xué)家預(yù)測(cè)說3D打印和先進(jìn)膜工程將有一個(gè)光明的未來。
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。
在一篇新發(fā)表在《Journal of Membrane Science》上的論文中,CASE研究人員提到了目前膜工程面臨的幾個(gè)限制。受限于當(dāng)前的制造技術(shù),膜的形式主要有管狀或中空狀纖維和平面表面樣式。結(jié)果是,我們今天所能制造出的膜相對(duì)來說是不精確的,而這反過來又限制了我們成功分離不同性質(zhì)的物質(zhì)的能力。
作為這方面的首次研究,該論文將3D打印技術(shù)視為一種能制造出更先進(jìn)的創(chuàng)新性膜的新手段。CASE團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),借助3D打印技術(shù),他們能生產(chǎn)出不同形狀、類型和設(shè)計(jì)的膜,相比以前,還能進(jìn)行更精確的設(shè)計(jì)、制造和控制。
CASE研究人員
“我們率先探索了使用3D打印生產(chǎn)分離膜的可能性和挑戰(zhàn),”CASE負(fù)責(zé)人Darrell Patterson博士說,“雖然3D打印技術(shù)還不夠成熟,無法大規(guī)模生產(chǎn)出有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的膜,但我們的研究揭示了未來3D打印的可能性,即生產(chǎn)出帶有受控的復(fù)雜孔狀結(jié)構(gòu)或整合的表面圖案的膜和基于自然的膜,這些膜目前是無法生產(chǎn)的?!?/span>
據(jù)CASE研究員說,3D打印非常適合用來制造帶有設(shè)計(jì)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。這樣的結(jié)果是能大大減少疏通堵塞所耗費(fèi)的時(shí)間和能源,同時(shí)還能讓膜保持更長(zhǎng)時(shí)間的清潔。
增材制造的使用反過來可以讓水工業(yè)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更可持續(xù)的分子分離并降低能源使用。
隨著世界各地的行業(yè)對(duì)環(huán)保的訴求逐漸增長(zhǎng),CASE的這項(xiàng)研究受到了大家的歡迎。目前,全球高達(dá)15%的能源使用來自氣體、精細(xì)化學(xué)品、淡水等工業(yè)產(chǎn)品的分離與凈化,而分離過程也占到了工業(yè)資本和運(yùn)營(yíng)成本的40%至70%。
另一方面,膜技術(shù)本身潛在地提供了更低能源消耗和更可持續(xù)的分子分離,分子分離在分離液體和氣體方面具有廣泛的應(yīng)用。加上這些進(jìn)步,3D打印將在減少工業(yè)碳足跡的努力中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
336 0
登陸后參與評(píng)論
2025-02-18 13:24:04
2025-02-18 11:11:10
2025-02-18 11:05:44
2025-02-17 14:36:46
2025-02-17 14:31:10
2025-02-12 21:04:37
2025-02-12 21:00:34
2025-02-07 15:41:35
2025-02-07 15:35:56
2025-02-07 15:33:16
2025-02-07 15:30:31
2025-02-07 15:26:53