Передовые функциональные полимерные мембраны

В обзорной статье представлен всесторонний анализ разработки полимерных мембран с расширенными или новыми функциональными возможностями для различных процессов мембранного разделения жидких и газовых смесей, включая разделение газов, обратный осмос, первапорацию, нанофильтрацию, ультрафильтрацию и микрофильтрацию, а также для других важных областей применения мембран, таких как биоматериалы, катализ, включая топливные элементы, и технологии «лаборатории на чипе». К важным подходам к достижению этой цели относятся новые технологии переработки полимеров для изготовления мембран; синтез новых полимеров с четко заданной структурой в качестве «спроектированных» мембранных материалов; передовая функционализация поверхности мембран; использование темплатов для создания «адаптированных» барьерных или поверхностных структур мембран; а также получение композитных мембран, обеспечивающих синергетическое сочетание различных функций, реализуемых разными, преимущественно полимерными, материалами. Самоорганизация макромолекулярных структур представляет собой важную концепцию, лежащую в основе всех перечисленных подходов. Эти разнообразные подходы систематически классифицированы и объяснены на многочисленных примерах из научной литературы, причем особое внимание уделено исследованиям, выполненным группой или группами автора. Структуры и функции этих передовых полимерных мембран оцениваются с точки зрения повышения эксплуатационных характеристик или появления новых функциональных возможностей, а также обсуждается потенциальное значение этих разработок для будущего мембранной технологии.