梯度微结构的清水膜制成新一代“过滤纸”

  清水设备，在今日现已不是什么稀罕的物件了。但关于一般非专业人士来说，引起重视和爱好的，往往是一幅一望而知的产品宣传画。在这一点上，歪果仁比较强。其间的科学原理很少媒体进行科普式的解读。这一点上，也是歪果仁比较强。那么，咱们中果仁没有么？其实不然。今日，咱们把这个“神器”拆了，借电子显微镜的“眼”，看看中果仁是怎样做的。

  浙大高分子系黄小军副教授新近研制的一款清水器，给出水原理就像自行车鼓劲相同简略，轻松将野外水源转化为安全直饮水。

  在家用清水器并不罕见的当下，这款我国“智造”的野外清水器悄然改变了商场格式，其中心竞赛优势并不是因为它的机械结构，而在于黄小军副教授研讨团队完成的国产化的滤芯组件超低压下过滤、大通量产水、净化作用优异的“过滤纸”。

  这种“过滤纸”，不管从色彩仍是外观，就像是“拉面”，但扩大在电子显微镜下，图像是这样的：

  这个学名为“梯度微孔结构的清水中空纤维膜”，它的作业原理是水源从外壁敏捷进入，过滤后由内壁渗出收集成净化水。这种外压式的过滤形式，可将野外水源中的各种杂质都截留在细密的管壁之外。团队的同伴们画了这样一幅说明图：

  在中空纤维膜这种特别“过滤纸”的制造流程与工艺中，首要特别在添加了亲水组分。这类助剂可以在过滤水的进程中敞开捕获功用，“伸手抓取”水分子进入膜内。与此同时，研制团队还进步了“抓取”水分子的功率和数量。黄小军说：“经过重复实验比照，咱们终究经过梯度温控和微张力反馈技能，制造出具有世界顶尖水平的梯度微孔结构的清水中空纤维膜，完成更快速、更容易的过滤净化进程。”

  研制团队经过梯度温控技能在膜的制备进程中“吹出”不同巨细的“微气泡”，并在微张力反馈技能牵引下将“微气泡”按巨细排列成外密内疏的阶梯式散布，终究构成梯度微孔结构。这样一来，密度较大的细密外壁可以截留水中杂质并坚持膜的机械强度，而疏松的内壁则可以最快将水敏捷排出，进步过滤水流量，进步净化功率。

  梯度微孔结构的清水中空纤维膜制备好后，科学家们将它们化零为整，集成膜束，曲折成180度置于滤芯底部。这种倒U型结构，使进入滤芯的水源可以与中空纤维膜充沛触摸并凭仗自重从底部流出。滤芯底部的膜束之间运用封胶层密封，离隔进水与出水的交互污染。为了承认和确保整个滤芯组件更安全高效的运作，在膜滤芯组件前置过滤中，还加入了纳米碳纤维资料吸附净化方法，进一步改进水质与饮用水口感。

  “膜”的研讨和制备，一直是浙江大学高分子学科范畴的强项，并以前端基础研讨推进着我国膜工业的开展。这次应用于清水器的梯度微孔结构清水中空纤维膜，其过滤精度可达0.03微米，远远小于天然水源中的最大要挟细菌的直径，彻底确保净化水的安全性。现在，“梯度微孔结构干态超亲水中空纤维膜”这一研讨效果，经过了“十二五”水严重专项“863”项目整体专家技能鉴定，并推选为年度“863”项目技能亮点效果，现在已确认进入规模化出产。在供应侧结构性变革的当下，具有浙大“芯”的我国品牌净化器，不光可认为野外爱好者供给清洁牢靠的取水方法，未来还将在严重天然灾害中供给安全的野外直饮器。