Газы no pasarán

Исследователи из Саудовской Аравии создали полимерную плёнку проницаемую для водяных паров, но не для сухих газов

Учёные из Технического исследовательского университета в Саудовской Аравии (KAUST) нашли способ создать крошечные наноканалы в структуре мембраны, которые они описывают как «магистрали» для молекул воды. Каналы притягивают воду и отводят её для извлечения, отфильтровывая сухие газы. Мембраны состоят из серийного полимера под названием NexarTM. Это блок-сополимер, который собирается, когда короткие блоки одного повторяющегося молекулярного звена становятся последовательно связанными с короткими блоками другого типа звеньев. Химическая структура блоков контролирует взаимодействие с водяным паром и другими газами.

Ключевым же открытием стало то, что тонкой структурой выпуклостей и выступов в мембранах можно управлять, изменяя условия, в которых полимер самостоятельно собирается. Изменение растворителей, используемых во время образования полимера, приводит к образованию мембран с различными упорядоченными или неупорядоченными каналами.

Полученная полимерная плёнка обладает чрезвычайно высокой проницаемостью для водяного пара, но представляет собой надёжный барьер для сухих газов.

Получение правильной морфологии полимера было очень сложным и интересным процессом. Руководитель группы объясняет, что полимер содержит водопроницаемые и водоотталкивающие блоки. При изготовлении с использованием соответствующих растворителей блоки упорядочены, как жемчужины на верёвочке, образуя магистрали для воды.

Потребовалось много времени, чтобы найти правильные условия. Нужно было не только теоретическое понимание химического взаимодействия между выбранными растворителями и полимером, но и большое количество проб и ошибок. В конечном итоге учёные определили процедуру создания упорядоченных структур, которые обеспечивают шестикратное возрастание водопроницаемости по сравнению с неупорядоченными мембранами.

Продемонстрировав базовый потенциал мембранной технологии, команда теперь планирует расширить производственный процесс и протестировать его в реальных условиях производства. Перемещение водяного пара из воздуха и других газовых смесей, которое имеет решающее значение для многих промышленных процессов и кондиционирования воздуха, может стать дешевле и эффективнее благодаря технологии полимерных мембран, разработанной в KAUST.

Phys.org.