新材料：生分解可能な超親水性ナノファイバー油水分離膜の研究成果

ハルビン工業大学によると、同校威海キャンパス海洋科学・技術学院中欧膜技術研究院馬軍院士チームは、静電紡糸技術を通じて生分解可能な超親水ナノ繊維油水分離膜を獲得し、伝統的なポリマー分離膜の廃棄後の二次汚染のボトルネックを突破し、成果は先日『科学進展』誌に発表された。

工業用含油廃液の排出は生態系と人類の健康に重大な脅威となり、世界の水−食料−エネルギーチェーンを深刻に破壊する。現在、油水分離を実現するのは主に超親水性有機高分子材料に依存し、材料表面に水化層を形成し、油の通過を防止する。しかし、既存の油水分離膜の中で、超親水膜材料の多くは化石資源に由来し、膜廃棄物は常に埋め立てや焼却処理を通じて処理され、管理が適切でないとマイクロプラスチックなどの二次汚染が発生し、生態環境の持続可能な発展に不利である。

本研究では、チームは生分解可能な超親水性膜の静電紡糸の策略を利用して、環境にやさしい超親水性ポリ乳酸ナノ繊維膜を製造した。「この策略はポリ乳酸とポリオキシエチレンヒドロゲルを架橋構造に形成させ、静電紡糸パラメータを制御し、非対称構造を設計することによって、高浸透フラックス、高分離効率、生分解可能な超親水ポリ乳酸ナノ繊維膜を得て、この膜の分離効率は99.6%を超えた」論文の第一著者、ハルビン工業大学威海キャンパス海洋科学・技術学院の程喜全特任教授は記者に、この膜は使用条件の下で性能が安定し、プロテアーゼK処理の下で1週間以内に生分解を実現でき、ポリマー油水分離膜の製造に緑色低炭素発展の新しい道を提供したと述べた。

紹介によると、この種の膜の製造戦略は次世代高性能ポリマーマトリックス膜に汎用親水性改質方法を提供し、同時に含油廃水の高効率高速分離精製に展望技術の支持を提供した。