Cette technique révolutionne le mécanisme de séparation de membranes

Un nouveau procédé qui rompt avec les méthodes traditionnelles de séparation de membrane a été mis sur pied. En effet, une équipe internationale de chercheurs a expérimenté une nouvelle technologie de séparation par membrane qui s’avère très écologique et moins énergivore. Cette méthode particulièrement prometteuse s’appesantit sur les membranes à matrice mixte (MMM) assorties des charges à structure métallo-organique (MOF).

Un scientifique avec son tube à essai

L’intérêt de ces membranes, c’est qu’elles ne nécessitent pas de chaleur et consomment jusqu’à 90 % moins d’énergie que la distillation. Ce procédé révolutionnaire rend le processus de séparation plus efficace, dynamique et sélectif. L’expérimentation de la technique a révélé quelques failles à la surface de la membrane qui ont été vite résolues. Une expérience qui a permis de mettre en valeur les propriétés du poly (N-isopropylacrylamide).

Les résultats de cette approche ont été détaillés dans le Journal of Materials Chemistry A.

Une méthode inspirée de la nature

Les chercheurs ont été confrontés à un problème de creux qui aurait pu affecter la sélectivité de la membrane. Cette technologie a dans un premier temps révélé un manque d’adhérence interfaciale entre la matrice polymère et la charge MOF. Cette défaillance a laissé voir des espaces de taille nanométrique et des vides à la surface de la membrane.

Pour surmonter ces failles, les chercheurs ont créé de nouvelles charges de nanoparticules MOF fortement compatibles avec la matrice polymère de MMM. Elle a permis de supprimer la formation de trous d’épingle à l’interface remplissage-matrice.

« L’approche a été inspirée par le cément, la couche de tissu qui recouvre la racine de la dent, qui est reliée aux tissus environnants par des fibres de collagène. Dans notre cas, le cristal de MOF est connecté ou enchevêtré avec la matrice polymère environnante par greffage avec du poly (N-isopropylacrylamide). »

Rifan Hardian de KAUST, un des principaux scientifiques ayant conduit les recherches

Vers la simplification des processus de séparation des membranes

L’impact du PNIPAM dans la dissociation des membranes a permis aux chercheurs d’espérer une certaine facilité dans le mécanisme de séparation. Ses propriétés surprenantes avec la liaison hydrogène et sa facilité de synthèse le rendent prometteur pour le greffage de polymère.

Les chercheurs ont conclu que ces avancées « pourraient éliminer la nécessité d’utiliser des agents de greffage, ce qui simplifierait le processus de fabrication des membranes et le rendrait plus durable sur le plan environnemental ».

À noter que le mécanisme de séparation de membranes est nécessaire dans plusieurs processus comme le traitement de l’eau, le dessalement de l’eau de mer, le dégazage de liquides, etc.