Un grupo de investigación dirigido por el Prof. Wan Yinhua del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado un espaciador de membrana antiincrustante inspirado en tentáculos de coral mediante el crecimiento secuencial de cepillos de polímero funcionales en la superficie del espaciador. El estudio fue publicado en AIChE Journal .

La contaminación de los espaciadores de membrana provoca una mayor caída de presión y una vida útil reducida de los módulos de membrana. Limpiar estos espaciadores obstruidos es un desafío debido a las fuertes interacciones entre el ensuciamiento y el espaciador de membrana.

La incorporación de fármacos a los revestimientos antiincrustantes permite la inactivación eficaz de las bacterias mediante la liberación de fármacos. Sin embargo, las superficies antimicrobianas no son adecuadas para procesos de producción como la biofermentación-separación por membranas. Además, tienen el potencial de promover el crecimiento de bacterias resistentes a los medicamentos debido a tiempos de inactivación prolongados.

A lo largo de la evolución natural, los corales han adquirido características distintivas marcadas por una baja energía superficial y una morfología controlable, dotándolos de propiedades antiincrustantes y autolimpiantes. "Inspirándonos en los tentáculos de coral, utilizamos reacciones de polimerización radical por transferencia de átomos (ATRP) para crear una capa de baja energía libre superficial (LSFE) controlable por morfología en la superficie del espaciador, mejorando efectivamente las características antiincrustantes y autolimpiantes del espaciador", dijo el profesor .

En una reacción ATRP de dos pasos, se inmovilizaron consecutivamente sobre el espaciador cepillos de polímeros sensibles a la temperatura, específicamente poli-N-isopropilacrilamida (PNIPAM), y cepillos de polímeros fluorados antiincrustantes, conocidos como metacrilato de poli-2-perfluorooctil)etilo (PFOEMA). superficie. El espaciador modificado tenía una menor energía superficial, lo que reducía en consecuencia la adsorción de contaminantes.

Además, PNIPAM impartió una importante capacidad de respuesta a la temperatura a la capa antiincrustante, lo que permitió controlar la rugosidad interfacial y mejorar la capacidad de hidratación. El espaciador modificado redujo el incremento de la caída de presión y la adsorción de suciedad en un 61,7 % y un 89,3 %, respectivamente, en comparación con un espaciador de polipropileno disponible comercialmente.

"Este enfoque innovador resuelve el equilibrio entre la antiadsorción en superficies fluoradas y la hidrofobicidad, proporcionando información valiosa sobre el control de la transferencia de masa a microescala", afirmó el profesor Luo Jianquan, autor correspondiente del estudio. "Creemos que este enfoque tiene el potencial de proporcionar orientación en diversos campos, incluida la preparación de módulos de membrana antiincrustantes, biosensores e inmunoensayos".

Más información: Jiachen Huang et al, Espaciador de membrana antiincrustante inspirado en tentáculos de coral:una solución natural para la prevención de la bioincrustación, AIChE Journal (2024). DOI:10.1002/aic.18391

Proporcionado por la Academia China de Ciencias