یکی از هزینه‌های اصلی در فیلتراسیون مربوط فشار مورد نیاز برای ایجاد جریان در دو طرف غشاء است. برای کاهش این هزینه محققان غشاء بسیار نازکی ارائه کرده‌اند که نازکترین غشاء جهان محسوب می‌شود که برای ساخت آن از نانوذرات استفاده شده است.
ساخت نازکترین غشاء فیلتراسیون جهان با استفاده از نانوذرات
یکی از هزینه‌های اصلی در فیلتراسیون مربوط فشار مورد نیاز برای ایجاد
جریان در دو طرف غشاء است. برای کاهش این هزینه محققان غشاء بسیار نازکی
ارائه کرده‌اند که نازکترین غشاء جهان محسوب می‌شود که برای ساخت آن از
نانوذرات استفاده شده است.
پژوهشگران دانشگاه شیکاگو با همکاری همتایان خود در دانشگاه ایلینویز و
گروه ادوات و مواد مغناطیسی و الکترونیکی موفق شدند نازکترین غشاء
نانوفیلتر جهان را تولید کنند. این غشاء که تقریبا ۳۰ نانومتر ضخامت دارد
از چهار لایه نانوذره تشکیل شده است.
غشاء جداکننده از عناصر اصلی در نانوفیلتراسیون و سیستم‌های اسمز معکوس است.
در حال حاضر از فیلم‌های پلیمری با ضخامت میکرونی برای این کار استفاده می‌شود.
با کاهش ضخامت این غشاء، فشار لازم برای انجام عمل فیلتراسیون یا اسمز کاهش
می‌یابد. بیشترین هزینه در سیستم‌های جداسازی صرف اعمال فشار جهت ایجاد
جریان می‌شود که این مسئله چالشی در استفاده از ادوات جداسازی و فیلتراسیون
محسوب می‌شود.
ضریب فشار در این غشاءها برای محلول‌های
آبی ۱۰۰ برابر بیشتر از سیستم‌های فیلتراسیون مبتنی بر پلیمر است. با اعمال
تنها ۸۰ کیلو پاسکال فشار، غشاء می‌تواند نسبت به رنگ‌ها و دیگر مولکول‌ها
حساسیت نشان داده و ذرات بزرگ‌تر از ۱٫۷ نانومتر را نیز از خود عبور دهد.
با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، مشخص شد که انتقال از طریق نقاطی
حفره مانند بین نانوذرات اتفاق می‌افتد.
این پروژه فرصت‌های جدیدی برای استفاده از نانوذرات در نانوفیلتراسیون و
جداسازی ایجاد کرده است. از آنجایی که اندازه ذرات، نوع لیگندهای سطحی و
شکل هندسی تجمع ذرات در غشاء قابل تنظیم است، بنابراین با تغییر اندازه
ذرات و زبری سطح، این غشاء در سیستم‌های فیلتراسیون کاربردهای متعددی خواهد
داشت.
