元素百科为您介绍新的过滤器可以使制造商进行高度选择性的化学分离。ACS Nano期刊今天发表的研究结果称，一个化学和生物工程师团队已经开发出了具有高度选择性的膜过滤器，使制造商能够以目前不可能的方式分离和纯化化学品，从而使它们有可能减少能源消耗，减少碳排放。

塔夫斯大学的科学家们说，这种复杂的薄膜不仅可以将有机化合物分解成小分子的大小，而且还可以通过静电荷来分离有机化合物，这意味着制造商可以根据化合物的大小和类型进行分类。该膜使用一个简单的、可扩展的过程，其中一个特殊聚合物溶解在溶剂和涂敷在多孔载体。聚合物自组装创建大约1纳米大小的通道模拟生物系统，如离子通道，它控制化合物通过细胞膜的通道效果非常好。

《自然》杂志的一份报告显示，Ayse Asatekin博士说，该团队的发现响应了整个行业要求开发更高效的分离化学品解决方案的呼吁，这种方法占全球能源使用量的10%到15%。

“我们的研究是很有前途的，因为它是制造这些对化学制造如此重要的选择性膜的一种新方法的首次示范。”她说。“设计出能够进行复杂分离的选择性膜，确实可以提高能源效率，大大减少制造浪费。”

新设计的膜可以：

——允许中性化合物通过的速度比相同尺寸的带电化合物要快250倍；

——当带电和不带电的化合物混合时，防止带电化合物通过，因为中性化合物先进入通道，防止电荷化合物进入通道；

——提供分离各种过滤系统中带电和不带电的化合物的能力。

Asatekin指出，当溶液中含有溶质混合物时，基于电荷的分离会得到增强，这表明膜结构成功地模拟了生物系统（如离子通道）的运作方式。这一发现使研究人员相信，这种方法可用于解决其他分离问题，并带来超出传统膜所能达到的选择性。

“这意味着我们有可能制造出目前无法实现的能够分离的过滤器。今天的过滤器通常仅限于将大的和小的分开，我们希望能够分离出大小相同但不同的化合物。”Asatekin说。

Asatekin指出了这一项目的一些潜在应用，包括抗生素、氨基酸、抗氧化剂和其他小分子生物化合物的纯化，以及在生物炼制设施中从糖和离子液体中分离。然而，她认为这种一般的方法有可能进一步适应进一步研究不同的分离情况。

Asatekin是塔夫茨的智能聚合物、膜和分离实验室的首席研究员。该实验室的目标是通过设计分子来开发下一代的膜。这些膜依赖于自组装的聚合物，形成纳米结构，并暴露出使它们能够执行通常不会从膜中预期到的任务的化学功能。它们不仅能去除细菌，还能去除重金属，对刺激物作出反应，并通过化学结构将小分子分离。总之，我们的目标是开发膜，以帮助更有效地生产清洁、安全的水，并分离能源使用较少的化学品。