近日，巴斯大學高級分離工程中心(CASE)的科學家預測說3D打印和先進膜工程將有一個光明的未來。

膜是一種將氣體或液體分子分離成兩部分的半滲透選擇性屏障，常見的例子是能將鹽從水中分離出來的的反滲透膜。

在一篇新發表在《Journal of Membrane Science》上的論文中，CASE研究人員提到了目前膜工程面臨的幾個限制。據了解，受限于當前的制造技術，膜的形式主要有管狀或中空狀纖維和平面表面樣式。結果是，我們今天所能制造出的膜相對來說是不精確的，而這反過來又限制了我們成功分離不同性質的物質的能力。

作為這方面的首次研究，該論文將3D打印技術視為一種能制造出更先進的創新性膜的新手段。CASE團隊發現，借助3D打印技術，他們能生產出不同形狀、類型和設計的膜，相比以前，還能進行更精確的設計、制造和控制。

CASE研究人員

“我們率先探索了使用3D打印生產分離膜的可能性和挑戰，”CASE負責人Darrell Patterson博士說，“雖然3D打印技術還不夠成熟，無法大規模生產出有價格競爭力的膜，但我們的研究揭示了未來3D打印的可能性，即生產出帶有受控的復雜孔狀結構或整合的表面圖案的膜和基于自然的膜，這些膜目前是無法生產的。”

據CASE研究員說，3D打印非常適合用來制造帶有設計孔狀和表面形狀的膜，這些孔狀和形狀可以增加膜表面的微觀混合和剪切流。這樣的結果是能大大減少疏通堵塞所耗費的時間和能源，同時還能讓膜保持更長時間的清潔。

增材制造的使用反過來可以讓水工業等領域實現更可持續的分子分離并降低能源使用。

隨著世界各地的行業對環保的訴求逐漸增長，CASE的這項研究受到了大家的歡迎。目前，全球高達15%的能源使用來自氣體、精細化學品、淡水等工業產品的分離與凈化，而分離過程也占到了工業資本和運營成本的40%至70%。

另一方面，膜技術本身潛在地提供了更低能源消耗和更可持續的分子分離，分子分離在分離液體和氣體方面具有廣泛的應用。加上這些進步，3D打印將在減少工業碳足跡的努力中發揮關鍵作用。