محققان دانشگاه تهران در تحقیقات آزمایشگاهی خود موفق به ساخت غشاهای نانوساختاری شده‌اند که کارایی بالایی در جداسازی گازها دارند. این غشاها به‌صورت مستقیم جهت توسعه‌ی صنایع جداسازی گاز به‌ویژه جداسازی گاز هلیم کاربرد دارد.
امکان تصفیه‌ی گازها به کمک غشای نانوساختار
امروزه جداسازی گازها به یکی از دغدغه‌های اصلی برای محیط‌زیست و صنایع مختلف تبدیل شده است. یکی از مقرون‌به‌صرفه ترین فرایندهای جداسازی گازها، فرایندهای غشایی است. ولی میزان بازده و انتخاب پذیری غشاها یکی از مسائل مهم در فرایندهای غشایی است که نیازمند دستیابی به سیستم‌های جدید دارد.
به گفته‌ی الهه احمدی فیجانی، در این کار تحقیقاتی سعی شده است غشاهایی جدید با بازدهی بالاتر جهت جداسازی گازها تهیه گردد.
وی با بیان اهمیت طراحی غشاهای حاضر گفت: «امروزه با توجه به تنوع کاربری غشاهای پلیمری، تهیه‌ی غشاهای جداسازی گاز با انتخاب خلاقانه اجزا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بر این اساس، ماتریس پلیمری پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) به دلیل ویژگی‌های ذاتی این پلیمر در سازگاری بهتر با دیگر اجزای فرمولاسیون انتخاب شده است. به‌علاوه، با بهره‌گیری از نانوذرات اکسید فلزی گستره‌ی وسیعی از غشاهای مناسب جهت جداسازی مخلوط‌های گازی مختلف تهیه شده است.»
ایشان پیرامون نتایج این طرح ادامه داد: «با دستیابی به روشی بهینه جهت اصلاح شیمیایی پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید، امکان دستیابی به غشای پلیمری بر پایه‌ی چهارچوب‌های آلی- فلزی آمین دار با کارایی بالا جهت جداسازی مخلوط‌های گازی از جمله گاز متان / دی‌اکسید کربن(CO2/CH4) و… میسر گردید. »
احمدی درباره‌ی مراحل ساخت غشای نانوساختار افزود: «پس از انتخاب پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید به‌عنوان پایه‌ی پلیمری، اصلاح شیمیایی و آنالیز دقیق پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید از طریق واکنش شیمیایی در محیط بازی انجام شد. سپس سنتز و اصلاح شیمیائی چارچوب‌های آلی- فلزی نانوساختار در حلال مورد استفاده به‌وسیله‌ی روش التراسونیک انجام شده و پلیمر اصلی طی چند مرحله به این مخلوط اضافه و به‌خوبی حل شد تا مخلوط یکنواخت به دست آمد. نهایتاً بعد از گاز زدایی، مخلوط حاصله بر روی یک صفحه‌ی شیشه‌ای با ضخامت معین فیلم غشا تشکیل شد. غشاهای نانوساختار سنتز شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، آزمون پراش اشعه‌ی ایکس (XRD)، آنالیز وزنی حرارتی (TGA) مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت. همچنین نفوذپذیری گازهای خالص غشاهای تهیه‌شده با استفاده از روش فشار متغیر/حجم ثابت ارزیابی شد»
دکتر حسین مهدوی و دکتر احمد توسلی -اعضای هیأت علمی دانشگاه تهران- و الهه احمدی فیجانی – دانشجوی مقطع دکترای این دانشگاه- در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی Industrial & Engineering Chemistry Research (جلد ۵۴، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۲۱۲۴ تا ۱۲۱۳۴) به چاپ رسیده است.
