mikroporakkeenauhoja

Mikroporakkeenauhoja ovat ohuita kalvoja tai nauhoja, jotka on suunniteltu sisältämään mikroskooppisia aukkoja poroituneen läpäisy- ja erotusominaisuuden aikaansaamiseksi. Termi viittaa sekä polymeeristen että keraamisten tai näiden yhdistelmien kalvoihin, joita voidaan käyttää nesteiden tai kaasujen erotteluun ja suodatukseen sekä tutkimus- että teollisuuskäytössä.

Ominaisuudet ja rakenteet. Poreiden kooltaan mikroskooppiset aukot voivat kattaa nanometreistä muutamiin mikrometreihin, riippuen halutusta erosta. Porosityn ja aukkojen muodot vaikuttavat sekä vuotavuuteen että selektiivisyyteen. Kalvon pinnan ominaisuudet, kuten kosteusjoustuvuus, varaus ja kemiallinen kestävyys, vaikuttavat suorituskykyyn sekä ns. fouling-prosessiin eli pintaan kertyvään epäpuhtauden kertymiseen.

Materiaalit ja valmistusmenetelmät. Mikroporakkeenauhoja valmistetaan eri materiaaleista, kuten polymeerisista kalvoista (esim. PVDF, PES, polyamidikalvot), keraamisista (esim. alumina) sekä näiden yhdistelmistä. Valmistusmenetelmiä ovat esimerkiksi faasinvaihto (phase inversion), jälkietsetöinti poraamalla tai sädekaivertaminen (track-etch), elektrospinning, liuotinhartsin kalvotus sekä keraamisten kalvojen sintraus.

Sovellukset. Käyttökohteita ovat vedenpuhdistus ja vesien mikrofiltraatio/ultrafiltraatio, kaasujen erottelu, sterilointi- ja pakkausratkaisut sekä sensorit ja mikrofluidiset laitteet. Mikroporakkeenauhoja voidaan käyttää myös akkukennorakenteiden erottimissa ja suodattimissa sähkökemiallisissa järjestelmissä.

Suorituskyvyn huomioita. Kalvopohjan läpäisevyyden ja erotuskyvyn välillä on usein vaihdettava tasapaino. Poreilun kohdentaminen, kemiallinen kestävyys, likaantumisen esto sekä kustannukset vaikuttavat käyttöönottoon ja pitkäaikaiseen käyttöön.

Lisätietoja. Katso myös: porous membrane, filtration, separation processes, phase inversion membranes.