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受生物启发的液体栅极过滤膜能够防止污垢积累

应用于水过滤行业的传统过滤膜的孔隙难以避免地会被堵塞,称为垢化。清洁滤膜的污垢不仅费时费力,还需要经常更换滤膜消耗材料。科学家受自然启发打造了利用液体栅极的过滤膜,能够用高分子流体 过滤另一种液体,可以大幅减少垢化形成,大幅提高过滤和清洁效率,可长期使用无需过多维护。

哈佛大学Wyss生物启发工程研究所联合美国东北大学和加拿大滑铁卢大学共同 开发 的液体栅极过滤膜(LGMs,液体栅极过滤膜),其结构为25mm孔径的过滤膜上增加一层全氟聚醚涂层,全氟聚醚会在孔隙和滤膜表面形成液体栅极。

实验团队在被纳米粘土颗粒污染的水过滤实验中应用LGMs液体栅极过滤膜,被纳米粘土颗粒污染的水模仿了工业过滤环境。与传统的过滤膜相比,科研团队发现实验中的LGMs滤膜能源效率提高近一倍,在过滤开始时所需的流动水压减少16%,而其在必须彻底清洁前的使用持续时间演唱了近三倍,孔隙间的碳纳米粘土颗粒污垢较传统滤膜减少了近60%。

论文第一作者Jack Alvarenga称“本研究首次展示了LGMs在模拟重工业过滤环境过程中,其能够获得长期地维持过滤性能,深度展示了LGMs如何抵抗不同种类的污垢形成,其可以应用于多种不同的水处理需求。”该研究团队计划进行更大规模的LGMs研究,包括对不同种类的液体和颗粒的过滤实验,并且尝试其商业化可能性。改论文发表在《应用物理学快报·材料APL Materials》期刊中。

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