تخترق مرشحات غشاء الشبكة حدود أداء وسائط المرشح التقليدية مع بنية المسام الشبيهة بالشبكة النانوية. تشكيل هذا الهيكل الدقيق هو تكامل عميق لعلوم المواد والتكنولوجيا الهندسية ، معتمدًا على التحكم النهائي في معلمات عملية الغشاء والتنظيم الدقيق على النطاق المجهري. من التجميع الذاتي الجزيئي لأغشية البوليمر إلى النحت الدقيق للهياكل المجهرية ، تضع كل عملية الأساس لتحقيق دقة الترشيح على المستوى الجزيئي. كمواد مهمة ل مرشحات غشاء الشبكة يعتمد بناء بنية مسام غشاء البوليمر بشكل أساسي على طريقة انعكاس الطور وطريقة فصل الطور المستحثة حرارياً. تحقق طريقة انعكاس الطور نموًا منظمًا للمسامات من خلال تنظيم عملية انتقال محلول البوليمر بذكاء من المرحلة المتجانسة إلى Multiphase. في المرحلة الأولية من تكوين الغشاء ، يتم إذابة البوليمر بشكل موحد في مذيب محدد لتشكيل محلول متجانس ، ثم يتم تجسيد المحلول في غشاء ، وكسر توازن النظام عن طريق هطول الأمطار الغامضة ، وتحريض التبخر وطرق أخرى. مع أخذ طريقة هطول الأمطار على سبيل المثال ، يتم غمر الغشاء المطلي في حمام تخثر ، ويخضع المذيبات والتخثر بسرعة انتشار مزدوج ، مما يؤدي إلى فصل الطور السائل أو السائل الصلب لمحلول البوليمر. في هذه العملية ، تصبح المعلمات مثل معدل تبخر المذيب ، وتكوين حمام التخثر ودرجة الحرارة العوامل الرئيسية التي تحدد بنية المسام. عندما يتبخر المذيب بسرعة ويكون لحمام التخثر والمذيبات قابلية للذوبان المتبادلة القوية ، فإن البوليمر سوف يتجمع بسرعة لتشكيل مسام صغيرة وكثيفة ؛ وعلى العكس ، فإن معدل فصل الطور الأبطأ يفضي إلى تكوين بنية ذات طابع كبير ، عالي الدقة. من خلال ضبط هذه المعلمات بدقة ، يمكن للباحثين توجيه التجميع الذاتي لمواد البوليمر لتشكيل صفيف مسام مرتبة بانتظام ، مما يوفر إطارًا أساسيًا لبناء هياكل الشبكة اللاحقة. تأخذ طريقة فصل الطور المستحث حرارياً (TIPS) مقاربة مختلفة وتستخدم تغييرات في درجة الحرارة لدفع عملية فصل الطور. تستخدم هذه الطريقة مخففة قابلة للتخطيط تمامًا مع البوليمر في درجات حرارة عالية وتنخفض قابلية الذوبان بشكل حاد في درجات حرارة منخفضة. بعد تسخين البوليمر والمخفف في مرحلة متجانسة ، يخضع النظام لانفصال الطور السائل السائل أو فصل سائل الصلب عن طريق التبريد السريع أو التحكم في معدل التبريد. مع انخفاض درجة الحرارة ، تفصل المخفف والبوليمر تدريجياً ، ويتم تفريق المخفف في مرحلة البوليمر في شكل قطرات صغيرة. تتم إزالة المخفف لاحقًا عن طريق الاستخراج وطرق أخرى ، تاركًا بنية مسام في الغشاء. يحدد التحكم الدقيق للمعلمات مثل معدل التبريد والنوع المخفف والمحتوى حجم وشكل واتصال المسام. من خلال تحسين ظروف العملية ، يمكن ترتيب المسام بطريقة مرتبة للغاية في الغشاء لتشكيل شبكة مسام موحدة. بعد إنشاء بنية المسام الأولي ، من الضروري استخدام تقنيات معالجة النانو الصغيرة مثل التصوير الفوتوغرافي الضوئي والطباعة النانوية لزيادة نحت المسام العادية في شكل شبكة. يعرض التصوير الفوتوغرافي الضوئي بشكل انتقائي سطح الغشاء من خلال قسوة ضوئية للتسبب في تفاعل كيميائي ضوئي في منطقة استقبال الضوء ، ثم يزيل بدقة جزء من المادة من خلال خطوات مثل التطوير والحفر لتشكيل بنية شبكة ذات شكل هندسي محدد. تستخدم تقنية الطباعة النانوية قالبًا بنمطًا نانويًا لنقل النمط إلى سطح الغشاء من خلال الضغط الميكانيكي ، بحيث يتم قطع حواف المسام بدقة وإعادة تشكيلها ، وأخيراً تتشكل المسام الشبيهة بالشبكة. يمكن أن تتحكم تقنيات معالجة النانو الصغيرة هذه في خطأ حجم المسام على مستوى نانومتر ، مما يضمن أن يكون شكل وحجم وتصميم بنية الشبكة متسقة للغاية. عملية تشكيل هيكل المسام الشبيهة بالشبكة النانوية هي في الأساس التلاعب الدقيق لسلوك المادة على النطاق المجهري. يشبه تعديل المعلمة لكل رابط العملية نحت الدقة على المستوى الجزيئي ، من تجميع الطور الذاتي للبوليمرات إلى المعالجة الدقيقة للهياكل النانوية الدقيقة ، والبنية المجهرية ذات الأداء الممتاز للترشيح تم إنشاؤها طبقة بواسطة الطبقة. لا يمنح مسام الشبكة التي تم تشكيلها الدقة هذا الفلتر القدرة على الشاشة بدقة حسب الحجم ، ولكنها تحقق أيضًا الاحتفاظ الانتقائي للمواد ذات الأشكال المختلفة من خلال شكل هندسي فريد ، مما يجعلها تُظهر مزايا لا مثيل لها في مجالات فصل البروتين وتنقية الغاز. .
