3D打印能改變未來的膜技術

3D打印，一種添加型的制造技術，可實現用一系列材料制造大小各異幾乎所有復雜幾何形狀的物件，應用于包括醫學、藝術、制造以及工程各領域。然而，將其應用在分離膜工程技術上還是相對新奇的，英國巴斯大學的研究人員提議，開創3D打印技術開發通往提升膜功能之路。

這項工作是巴斯大學先進分離工程中心（CASE）的一部分，首次針對不同的3D打印技術應用于模制造領域進行評估。出于已有的制造技術的極限所在，現今膜體主要限于管狀的中空纖維膜與平面膜。結果是，膜的精度限制了實際的分離應用功能。

據研究人員稱，用3D打印技術來提供一種新奇的制作工藝，可生產不同的形狀、類型、花色的膜。跟其他的膜生產方法相比，它可以進行更為精確的設計和制造。巴斯大學所做的這項研究，對現有3D打印方法的優缺點和膜體制造開發潛力進行評價，認知了3D技術的可創新性以及開發出更加精確膜體的光明前景。

具有可設計的微孔和表面形狀，新型膜的這些功能潛力對于包括水處理在內的一系列核心工業具有重要意義，通過提高橫穿膜面的微量混合和剪切流，它有利于減少與清除堵塞和膜污垢相關的能耗以及縮短停機時間。

研究人員說，雖然3D打印尚未發展到能夠生產出與現有膜的成本可競爭的大規模膜產品，這項工作標志著未來膜技術的前景，將超越現有的這些膜，生產出可控的復雜孔結構、完整的表面圖紋和具備自然秉性的各種膜。

據估計全球有近15%的能耗用于諸如氣體、精細化學品和淡水等工業產品的分離和提純中，分離過程占40%～70%產業資本和運行費用。膜分離可能提供低能耗、更可持續的分子分離技術應用于大范圍的氣體和液體分離領域，因此，這是一項低碳的有利于降低工業成本的關鍵性技術。