3D打印能改變未來的膜技術(shù)

3D打印，一種添加型的制造技術(shù)，可實現(xiàn)用一系列材料制造大小各異幾乎所有復雜幾何形狀的物件，應用于包括醫(yī)學、藝術(shù)、制造以及工程各領(lǐng)域。然而，將其應用在分離膜工程技術(shù)上還是相對新奇的，英國巴斯大學的研究人員提議，開創(chuàng)3D打印技術(shù)開發(fā)通往提升膜功能之路。

這項工作是巴斯大學先進分離工程中心（CASE）的一部分，首次針對不同的3D打印技術(shù)應用于模制造領(lǐng)域進行評估。出于已有的制造技術(shù)的極限所在，現(xiàn)今膜體主要限于管狀的中空纖維膜與平面膜。結(jié)果是，膜的精度限制了實際的分離應用功能。

據(jù)研究人員稱，用3D打印技術(shù)來提供一種新奇的制作工藝，可生產(chǎn)不同的形狀、類型、花色的膜。跟其他的膜生產(chǎn)方法相比，它可以進行更為精確的設(shè)計和制造。巴斯大學所做的這項研究，對現(xiàn)有3D打印方法的優(yōu)缺點和膜體制造開發(fā)潛力進行評價，認知了3D技術(shù)的可創(chuàng)新性以及開發(fā)出更加精確膜體的光明前景。

具有可設(shè)計的微孔和表面形狀，新型膜的這些功能潛力對于包括水處理在內(nèi)的一系列核心工業(yè)具有重要意義，通過提高橫穿膜面的微量混合和剪切流，它有利于減少與清除堵塞和膜污垢相關(guān)的能耗以及縮短停機時間。

研究人員說，雖然3D打印尚未發(fā)展到能夠生產(chǎn)出與現(xiàn)有膜的成本可競爭的大規(guī)模膜產(chǎn)品，這項工作標志著未來膜技術(shù)的前景，將超越現(xiàn)有的這些膜，生產(chǎn)出可控的復雜孔結(jié)構(gòu)、完整的表面圖紋和具備自然秉性的各種膜。

據(jù)估計全球有近15%的能耗用于諸如氣體、精細化學品和淡水等工業(yè)產(chǎn)品的分離和提純中，分離過程占40%～70%產(chǎn)業(yè)資本和運行費用。膜分離可能提供低能耗、更可持續(xù)的分子分離技術(shù)應用于大范圍的氣體和液體分離領(lǐng)域，因此，這是一項低碳的有利于降低工業(yè)成本的關(guān)鍵性技術(shù)。