从海水中获取饮用水、处理废水和进行肾脏透析只是使用膜过滤技术的几个重要过程。

这一过程的关键是膜过滤器-一种薄的半多孔膜，允许水等某些物质通过，同时分离其他不需要的物质。然而，在过去的30年里，构成商业生产的薄膜过滤器的关键层的材料没有得到显著的改进。

现在，加州大学洛杉矶分校的研究人员开发了一种新技术，叫做T-FLO，来制造薄膜过滤器。这种方法可以为制造商提供一种使用高性能塑料、金属有机框架和碳材料来生产更有效和节能的薄膜的方法。到目前为止，制造过滤器的局限性使得这些材料无法在工业生产中生存。

一项描述这项工作的研究发表在《纳米快报》杂志上。

加州大学洛杉矶分校(UCLA)材料创新教授明基洪(Myung Ki Hong)博士和该研究的资深作者理查德卡纳(Richard Kaner)表示：“实验室中有许多材料可以很好地分离，但它们无法扩展。”“有了这项技术，我们可以使用这些材料来制作可膨胀薄膜，并使它们变得有用。”

除了利用现有技术改进过滤类型的潜力外，T-FLO生产的膜还可以实现一系列新的过滤形式。Kaner还是化学和生物化学、材料科学和工程的杰出教授，也是洛杉矶加州大学加州纳米系统研究所的成员。例如，这项技术有一天可以从工业排放物中排放二氧化碳——这将使碳能够转化为燃料或其他应用，同时减少污染。

用于脱盐的过滤器被称为不对称膜，因为它们有两层：一层薄而密的“活性”层，可以抑制大于一定尺寸的颗粒；一层多孔的“支撑”层，可以提供膜结构，并允许其抵抗反渗透和其他过滤过程中使用的高压。第一个用于海水淡化的不对称膜是由加州大学洛杉矶分校的工程师在20世纪60年代设计的。

今天的不对称膜是通过将活性层浇铸在支撑层上或同时浇铸而成的。然而，为了用更先进的材料制造活性层，工程师必须使用溶剂或高温——这两者都会损坏支撑层或防止活性层粘附。

在T-FLO技术中，将活性层浇铸到玻璃或金属板上的液体中，并固化以固化活性层。接下来，添加由用织物增强的环氧树脂制成的支撑层，并且加热该膜以固化环氧树脂。

在支撑层中使用环氧树脂是区别于T-FLO技术的一项创新——它能够首先形成活性层，因此可以用化学物质或高温处理而不损坏支撑层。

然后将薄膜浸入水中，以洗掉在环氧树脂中引起孔洞的化学物质，并从玻璃或金属板上松开薄膜。

最后，用刀片将薄膜从板上剥离下来，这种方法被称为“剥离”。

“世界各地的研究人员已经展示了许多令人兴奋的新材料，它们可以比工业中更有效地分离盐、气体和有机物，”发明了T-FLO过程并与人合著这项研究的加州大学洛杉矶分校博士后学者Brian McVerry说。“然而，这些材料通常由相对较厚的薄膜制成，这些薄膜分离得太慢，或者以工业上难以扩展的小样品制造。

“我们展示了一个平台，我们相信这将使研究人员能够在大而薄的不对称膜配置中使用他们的新材料，并可以在实际应用中进行测试。”

研究人员测试了T-FLO公司生产的一种去除水中盐分的膜，有望解决海水淡化中的一个常见问题，即微生物等有机物会堵塞膜。虽然向水中添加氯可以杀死微生物，但这种化学物质也会导致大多数膜分解。在这项研究中，FLO薄膜都拒绝盐和抗氯。

在其他实验中，这种新膜还可以去除溶剂废物中的有机物质，并分离温室气体。

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