德國馬普高分子研究所成功開發(fā)一種新型超級雙疏膜,利用這種膜能夠根據(jù)需要將二氧化碳等氣體富集到溶液和氣體,或者將其從液體或氣體中溶出。這些特性主要歸因于膜表面的超雙疏(疏水疏油)涂層。這一涂層不僅能改進氣體交換,而且能防止膜孔堵塞。
在用于氣體交換時,膜的納米結(jié)構(gòu)面接觸液體,氣體分子在膜的另一面可以不受限制的在致密的膜孔之間流動。即便在液體流速較低的情況下,也能實現(xiàn)較高的氣體交換。因而,在血液中需要加入氧氣時,利用這種膜能夠減少形成血栓的風險。膜孔不會粘連是這種膜的一個重要優(yōu)勢。與特氟龍材料相比,血液與這種膜層接觸數(shù)小時后仍不會留下痕跡,因而這種超級膜具備了用于人工心肺機的基本條件。研究者認為,這種膜可主要用于氣體交換,也可用于氣候保護和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,比如,可利用這種膜將二氧化碳富集到胺溶液中或?qū)⒖諝庵械幕覊m收集到石灰和水中。
研究人員利用蠟燭煙灰作為超級膜的基板。蠟燭煙灰具有比荷葉更有效的自潔凈能力。雖然蠟燭煙灰不夠穩(wěn)定,但可以作為基板。美因茨馬普高分子研究所的科研人員首先用氧化硅蒸鍍蠟燭煙灰,緊接著燒掉剩余煙灰,之后產(chǎn)生了厚度20納米的膜,膜上敷有一層超疏水疏油的含氯硅化合物。這個創(chuàng)造性的納米結(jié)構(gòu)設(shè)計,不僅疏水疏油,而且能承受血液、肥皂液和胺溶液,制備也不費力。