Πολυμερείς μεμβράνες που βελτιώνουν τη διαπερατότητα, έχουν αναπτυχθεί από ομάδα ερευνητών, μεταξύ των οποίων και ο Dr. Richard J. Spontak, επίκουρος καθηγητής εφαρμοσμένης χημείας στο πανεπιστήμιο της βόρειας Καρολίνας. Τα κύρια χαρακτηριστικά τους είναι: μεγάλη διαπερατότητα, με ικανότητα αντίστροφης επιλογής, κατασκευασμένες από νανοϋλικά
Πολυμερείς μεμβράνες που βελτιώνουν τη διαπερατότητα, έχουν αναπτυχθεί από ομάδα ερευνητών, μεταξύ των οποίων και ο Dr. Richard J. Spontak, επίκουρος καθηγητής εφαρμοσμένης χημείας στο πανεπιστήμιο της βόρειας Καρολίνας. Τα κύρια χαρακτηριστικά τους είναι: μεγάλη διαπερατότητα, με ικανότητα αντίστροφης επιλογής, κατασκευασμένες από νανοϋλικά. Η μελέτη παρουσιάστηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science, του Απριλίου, όπου σύμφωνα με τους συντάκτες, οι μεμβράνες ίσως φανούν χρήσιμες στην περιβαλλοντική διαχείριση, την απομάκρυνση των αλάτων από το νερό της θάλασσας, το βιολογικό καθαρισμό και άλλους μοριακούς διαχωρισμούς - συμπεριλαμβανομένων ακόμα και της παραγωγής αερίων και πετρελαίου.
Οι μεμβράνες ονομάζονται αντίστροφης επιλογής, επειδή αντίθετα με τις μέχρι τώρα διαπερατές μεμβράνες (ημιπερατές), επιτρέπουν την διέλευση μεγαλύτερων μορίων, όπως το βουτάνιο, ενώ εμποδίζουν τη μεταφορά των μικροτέρων, όπως το μεθάνιο. ''Στις συμβατικές μεμβράνες, καθώς αυξάνεται η διαπερατότητα ελλατώνεται η ικανότητα επιλεκτικού διαχωρισμού'', λέι ο Spontak. ''Παραδείγματος χάριν, εάν κάνετε αρκετά μεγάλες τις τρύπες σε ένα δίχτυ, τότε οι μπάλες της επιτραπέζιας αντισφαίρισης, της αντισφαίρισης και της καλαθοσφαίρισης θα μπορούν να περνούν ακρετά εύκολα. Με τις μεμβράνες μας, μπορούμε να επιτύχουμε υψηλή διαπερατότητα και αντίστροφη επιλεκτικότητα, δηλαδή επιτρέπονται να περάσουν μόνο οι μεγάλες μπάλες της καλαθοσφαίρισης''.
Η ερευνητική ομάδα πέτυχε στην προσπάθειά της, ενσωματώνοντας πολύ λεπτά μόρια πυριτίου σε υαλώδεις πολυμερείς μεμβράνες, μεγάλου όγκου. Όπως οι ερευνητές ανακάλυψαν, οι προκύπτουσες μεμβράνες συμπεριφέρονται αντίθετα από ότι παρόμοιες μεμβράνες στις οποίες ενσωματώνονται μεταλλικά οξείδια, άνθρακας ή άλλα νανομόρια. Αντί για μειωμένη διαπερατότητα, που είναι τυπικό χαρακτηριστικό των μεμβρανών στις οποίες προστίθένται υλικά, οι χημικοί μηχανικοί διαπίστωσαν, προς μεγάλη τους έκπληξη, αύξηση της διαπερατότητας και ενίσχυση της επιλεκτικότητας. ''Το γεγονός ότι η διαπερατότητα και η επιλεκτικότητα των αερίων αυξάνεται, όταν προσθέτουμε ανθυμιάσεις πυριτίου στο πολυμερές υλικό'', λέει ο Merkel, ''φανερώνει ότι αυτά τα μόρια τροποποιούν τις ιδιότητες μεταφοράς χωρίς την εισαγωγή των ακαθάριστων ατελειών ή καταστροφή των πόρων που επιτρέπουν την επιλεκτικότητα, της μεμβράνης''.
Η έρευνα ίσως να ωφελήσει τις βιομηχανίες, όπως τους προμηθευτές φυσικού αερίου και τους επεξεργαστές πετρελαίου, που τώρα πασχίζουν με τις ακριβές μεθόδους διαχωρισμού των αερίων. Ως παράδειγμα εφαργμογής της αντίστροφης επιλεκτικότητας των μεμβρανών, οι συντάκτες αναφέρουν ''την απομάκρυνση ανώτερων υδρογονανθράκων από το μεθάνιο, κατά τον καθαρισμό του φυσικού αερίου, το διαχωρισμό οργανικών μονομερών από το άζωτο κατά την παραγωγή των πολυαλκυλενίων, και την αφαίρεση υδρογονανθράκων από το υδρογόνο στις εγκαταστάσεις καθαρισμού''.
Στο πανεπιστήμιο της βόρειας Καρολίνας, η ερευνητική ομάδα συμπεριλαμβάνει τους Drs. Timothy Merkel και Benny Freeman, οι οποίοι μαζί με τον Dr. Spontak πραγματοποίησαν την παραπάνω εργασία στο τμήμα Χημικών Μηχανικών. Ο Merkel βρίσκεται τώρα στο ερευνητικό ιντιστούτο Triangle και ο Freeman στο πανεπιστήμιο του Τέξας, στο Austin.
