باوجود آنکه فناوری غشایی نسبت به روش های متداول جداسازی، دارای مزایایی مانند توانایی حذف بالا، انعطاف پذیری عملیات، اثربخشی بهتر در جداسازی است، ولی گرفتگی محدودیت اصلی در به کارگیری بیشتر فناوری غشایی است که دلیل اصلی آن آب-گریزی ذاتی مواد سازنده غشا است. برای غلبه بر این اشکال از غشاهای نانوچندسازه استفاده می شود. در بین فرایندهای غشایی، نانوصافش (NF) کاربردهایی در تصفیه انواع آب های زیرزمینی و سطحی، تصفیه پساب و پیش عملیات نمک زدایی دارد. از آنجا که فرایند NF در فشار پایین تری انجام می شود، از دید مصرف انرژی فرایندی بسیار با صرفه تر است. در این مقاله مروری، اصلاح غشاهای پلی سولفون/پلی اترسولفون در رابطه با عملکرد ضدگرفتگی و سازوکار کاهش گرفتگی برپایه روش های متفاوت اصلاح غشا بررسی شده است. این بررسی نشان می دهد که آب دوستی در سطح غشا پلی سولفون/پلی اترسولفون بهبود می یابد. همچنین، مطالعه ای جامع در باره ساخت غشاهای نانوچندسازه ای به دست آمده از به کارگیری نانوذرات در غشا بسپاری بستر مختلط، ویژگی و کاربرد آن ها با پرکننده های آلی (مانند گرافن و نانولوله کربنی) انجام شده است. روش های شناسایی به کارگرفته شده برای غشاهای اصلاح شده نیز موردبررسی قرارگرفته است.

پارامترهای تابش لیزر به ویژه شاریدگی و تعداد پالس در ایجاد میکروساختارهای مختلف روی سطوح پلیمری در اثر تابش و در نتیجه بهبود خواص سطح در استفاده از آن در پزشکی، الکترونیک و دیگر صنایع اهمیت قابل ملاحظه ای دارد. اطلاع از محدوده های مختلف شارش و تعداد پالس در ایجاد ساختارهای مختلف از موارد مهم در تعیین اثرات مطلوب و یا ناخواسته تابش روی سطح به منظور استفاده از آن در کاربردهای مختلف است. در این مقاله فیلم پلی اترسولفون با لیزر XeCl در شارش های مختلف و بالای آستانه کندگی مورد تابش و ساختارهای مختلف ایجاد شده در اثر برهم کنش در شارش و تعداد پالس متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. متن کامل مقاله های این شماره به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقالات به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

فرضیه: در این پژوهش، ابتدا نانوصفحه های گرافن اکسید کربوکسیل دارشده سنتز شدند. سپس، از نانوصفحه های سنتزشده برای اصلاح سطحی غشاهای نانوصافشی بر پایه پلی اترسولفون در تصفیه آب استفاده شد. روش ها: از غلظت های مختلفی از نانوصفحه های گرافن اکسید کربوکسیل دارشده و پلی اتیلن ایمین به عنوان مواد اصلاح کننده سطح برای تهیه غشاهای نانوصافشی PES/PEI/c-GO استفاده شد. غشاهای تهیه شده با آزمون طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) و تصاویر میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM)، تصاویر سه بعدی سطح (AFM) از سطح غشاها و طیف سنجی پراش پرتو X (EDX) بررسی شدند. مقدار تراوش پذیری و عملکرد جداسازی غشاهای ساخته شده، با اندازه گیری زاویه تماس، جذب آب، شار آب خالص عبوری و مقدار پس زنی نمک و فلز سنگین ارزیابی شد. یافته ها آزمون FTIR تشکیل پیوندهای مطلوب را در نانوصفحه های سنتزی گرافن اکسید کربوکسیل دارشده و غشاهای ساخته شده، نشان داد. اصلاح سطح غشا با مواد اصلاح کننده آب دوست موجب کاهش زبری سطح شد و زاویه تماس از °75 در غشای خالص به °36 در غشای M1 دارای 0.001g  نانوصفحه های c-GO کاهش یافت. همچنین، جذب آب غشا افزایش یافت و غشای M2 بیشترین مقدار درصد محتوای آب را از میان سایر غشاها نشان داد. بیشترین مقدار شار آب خالص برابر  13.065L/m2h برای غشای ساخته شده M2 دارای g 0.01 نانوصفحه های c-GO به دست آمد. افزون بر این، بیشترین مقدار پس زنی سدیم سولفات برابر %67.5 برای غشای M3 دارای 0.1نانوصفحه های c-GO و بیشترین مقدار پس زنی کلسیم نیترات %87.21 برای غشای M1 دارای g 0.001 نانوصفحه c-GO گزارش شد. نتایج حاکی از بهبود خواص ضدگرفتگی غشاهای اصلاح شده محتوی نانوصفحه های گرافن اکسید کربوکسیل دارشده در مقایسه با غشای پایه است.

پساب های نفتی پالایشگاه ها و مراکز پخش فراورده های نفتی از مهم ترین آلوده کننده های محیط زیست در عصر حاضر می باشند که باید به رفع آن ها اقدام کرد. فناوری های غشایی به دلیل استفاده نکردن از مواد شیمیایی برای شکست تعلیق ها، ساده کردن عملیات تصفیه و وجود دستگاه های خودکار نقش مهمی را در تصفیه پساب های نفتی بازی می کنند. در این پژوهش عملکرد غشاهای کوناگون و همچنین غشای نانوساختار الیاف توخالی پلی اتر سولفون در تصفیه پساب نفتی بررسی شد. تاثیر پارامترهای عملیاتی مانند فشار، غلظت و سرعت جریان خوراک بر روی عملکرد غشا بررسی شد. با افزایش فشار، میزان فشردگی و گرفتگی غشا افزایش و عملکرد غشا کاهش می یابد. بنابراین شرایط بهینه عملیاتی برای انجام آزمایش ها فشار 1 bar و سرعت جریان بالا و غلظت پایین خوراک می باشد. یکی از مهم ترین مشکل هایی که در فرایندهای غشایی روی می دهد گرفتگی سطح غشا با ذره های درشت گازوییل می باشد. ذره های گازوییل بر روی سطح غشا جمع شده و منجر به تشکیل لایه ثانویه ای بر روی سطح غشا می شوند. تشکیل لایه ثانویه منجر به کاهش شار و افزایش پس دهی می شود. در فشارهای بالا (فشارهای 2 bar و (3 bar اثرهای ناشی از گرفتگی غشا به طور کامل قابل دیدن می باشد به گونه ای که در فشارهای بالا، اختلاف شار با حالت غشای تازه بسیار زیاد می باشد. غشاهای مورداستفاده برای آزمایش ها با قابلیت جداسازی 100 درصدی گازوییل از پساب، از پرکاربردترین غشاها در تصفیه پساب های نفتی به شمار می آیند.

اصلاح ویژگی های فیزیکی-شیمیایی پلیمرها از طریق عاملدار کردن، یک رویکرد کاربردی در تهیه داربست های مهندسی بافت است. هدف این پژوهش، سولفونه کردن پلی اترسولفون و بهبود زیست سازگاری آن برای تنظیم رفتارهای سلولی است. با استفاده از سه غلظت متفاوت کلروسولفونیک اسید به عنوان عامل سولفونه کننده، پلی اترسولفون با درجه سولفونه شدن مختلف تهیه شد. درجه سولفونه شدن به صورت کمی و کیفی بررسی شد. سپس پلیمرهای تهیه شده به روش الکتروریسی به صورت نانوالیاف شکل دهی شدند. خواص شکل شناسی، زاویه تماس و تخلخل داربست های نانولیفی مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت، چسبندگی و رشد و تکثیر سلول های بنیادی مزانشیمی کشت شده روی داربست ها بررسی شد. طبق نتایج آزمون تیتراسیون، پلی اترسولفون با سه درصد مولی 2/14، 1/22 و 1/30 سولفونه شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانوالیاف نشان داد که نانوالیاف پلی اترسولفون در غلظت W/V% 25، ساختاری یکنواخت و بدونه دانه دارد و توزیع اندازه قطر نانوالیاف پلی اترسولفون سولفونه شده با نرخ جریان ml/h 09/0 به صورت یکنواخت است. سولفونه شدن بسیاری از خواص داربست نهایی را به صورت قابل توجهی تغییر داد. زوایه تماس آب پس از سولفونه شدن از ◦130 به ◦117، ◦108 و ◦100 کاهش یافت. قطر نانوالیاف از nm391 به nm 192، nm 140 و nm 121 کاهش یافت. مطالعات سلولی نشان دادند که سولفونه کردن نانوالیاف پلی اترسولفون باعث بهبود چسبنگی و افزایش رشد و تکثیر سلول های بنیادی می شود؛ اما درجه سولفونه شدن باید در یک حد بهینه ای بماند. طبق نتایج، سولفونه کردن روش مناسبی برای بهبود خواص پلیمرهای مصنوعی مثل پلی-اترسولفون برای کاربردهای زیستی است.

زمینه و هدف: آب پنیر یک محصول جانبی صنایع لبنی در هنگام تولید پنیر است. به عنوان یک ماده خام، آب پنیر کاربردهای بسیاری در صنایع غذایی به دلیل خواص عملکردی و غذایی پروتئین ها و لاکتوز موجود در آن دارد. تکنولوژی غشایی، مخصوصاً اولترافیلتراسیون (UF)، در صنعت لبنیات برای تولید کنسانتره پروتئین آب پنیر استفاده می شود، زیرا این تکنولوژی امکان تغلیظ گزینشی پروتئین ها نسبت به باقی اجزای آب پنیر را فراهم می سازد. بر این پایه، هدف از این پژوهش تغلیظ و تصفیه آب پنیر با استفاده از غشاهای UF بوده است. روش بررسی: سه غشا الیاف توخالی نانوساختار پلی اترسولفون با مشخصات و اندازه حفرات متفاوت آزمایش شدند و اثر پارامترهای عملیاتی دما (دمای ° C 43)، فشار (سه فشار bar 3، bar 2 و bar 1) و سرعت جریان عرضی خوراک بر شار جریان عبوری، پس زنی پروتئین و عبور لاکتوز بررسی و تحلیل شد. یافته ها: نتایج نشان داده با افزایش فشار، شار افزایش پیدا کرد ولی این افزایش در فشارهای پایین تر محسوس تر بوده است. علاوه بر این، با توجه به افزایش گرفتگی و کاهش بازیابی شار، فشارهای بالا مناسب تشخیص داده نشد. افزایش سرعت جریان عرضی خوراک با افزایش تلاطم و کاهش گرفتگی بر روی سطح غشا، باعث افزایش شار شد اگرچه تأثیر این پارامترها بر درصد پس زنی پروتئین و عبور لاکتوز ناچیز بود. در بهترین شرایط عملیاتی درصد بیشینه پس زنی پروتئین 01/91 % اندازه گیری شد. بحث و نتیجه گیری: نتایج نشان داد که فرآیند UF با مدول الیاف توخالی برای تغلیظ و تصفیه آب پنیر مناسب است.

فرضیه : در این پژوهش، ابتدا غشای نانوصافشی بر پایه  پلی اترسولفون با روش تغییر فاز-غوطه ورسازی تهیه شد. سپس، غشاهای تهیه شده با پلی(متیل متاکریلات)-نانوصفحه های گرافن اکسید به روش پوشش دهی سطح اصلاح شدند. اثر لایه فعال ایجادشده بر ساختار غشا، خواص فیزیکی-شیمیایی، عملکرد ضدگرفتگی و قابلیت جداسازی آن در حذف یون های فلزی از پساب بررسی شد.روش ها: مشخصات اولیه غشاها با عکس های میکروسکوپ الکترون پویشی و طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه-پرتو فرابنفش ارزیابی شد. همچنین، اثر لایه سطحی شکل گرفته بر خواص فیزیکی و شیمیایی غشاها از جمله زاویه تماس آب، شار و پس زنی نمک سدیم سولفات، شار آب خالص، تخلخل، اندازه حفره ها، پس زنی فلزات سنگین و تغییرات مقاومت غشا در برابر گرفتگی بررسی شد. یافته ها: نتایج نشان داد، نمونه اصلاح شده با %1 وزنی متیل متاکریلات-%5/0 وزنی نانوصفحه های گرافن اکسید، دارای عملکرد جداسازی مناسب تر و خواص ضدگرفتگی بهتری در مقایسه با سایر غشاهاست. تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی تهیه شده از مقطع عرضی غشاها، تشکیل لایه نسبتاَ یکنواختی را بر سطح غشاها نشان داد که با افزایش مقدار نانوصفحه های گرافن اکسید تراکم یافته است. عملکرد غشای بهینه در حذف دو فلز سنگین مس و کروم بررسی شد و نتایج با غشای پایه مقایسه شد. درصد حذف دو فلز سنگین با غشای پایه به ترتیب برابر 49.3 و %51.4 و برای غشای بهینه 81.7 و %75.3 اندازه گیری شد. همچنین، مقدار گرفتگی کل برای غشای پایه حدود %23 اندازه گیری شد، در حالی که این پارامتر برای نمونه اصلاح شده بهینه %13.2 بود (0.05> P value). مقدار گرفتگی بازگشت ناپذیر غشای بهینه به مقدار شایان توجهی از %20 در غشای پایه به %3.2 در این نمونه کاهش یافت که نشان از عملکرد ضدگرفتگی مناسب غشای اصلاح شده است.

فرایند همودیالیز به منظور تصفیه خون بیمارانی که مبتلا به نارسایی کلیه هستند، مورد استفاده قرار می گیرد. غشاهای همودیالیز معمولاً از پلی اترسولفون هستند که در کنار مزایای ویژه، آب گریزی آن سبب کاهش شدید زیست سازگاری غشای مورد استفاده می شود. در اثر تماس خون با غشاهای همودیالیز پلی اترسولفون، پروتئین های خون جذب سطح غشا شده و با تشکیل یک لایه پروتئینی سبب بروز مشکلاتی نظیر چسبندگی پلاکت ها و انعقاد سلول های خون می شود. امروزه با استفاده از روش های اصلاحی، آب دوستی و زیست سازگاری غشاهای پلی اترسولفونی را افزایش می دهند. در این تحقیق به منظور بهبود آب دوستی و جلوگیری از گرفتگی غشاهای پلی اترسولفون از کوپلیمر سه بلوکی دوگانه دوست پلورونیک اف-127 به صورت پلی اتیلن اکسید-پلی پروپیلن اکسید-پلی اتیلن اکسید به عنوان افزودنی در ساخت غشا استفاده شده است. در این کوپلیمر جزء آب گریز پلی پروپیلن اکسید باعث چسبندگی پلورونیک به زمینه پلی اترسولفونی شده و جزء آب دوست پلی اتیلن اکسید سبب آب دوستی غشا می شوند. به منظور بررسی وجود یا عدم وجود پلورونیک اف-127 در غشاهای ساخته شده، آزمون طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای بررسی عملکرد غشاها به منظور دست یابی به بهترین درصد پلورونیک اف-127، این غشاها تحت آزمون زاویه تماس با آب، استحکام مکانیکی و آزمایش های صافش قرار گرفتند. برای بررسی ریزساختار غشاها نیز از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش پلورونیک اف-127 اندازه حفرات غشا افزایش و زاویه تماس کاهش یافته و در نتیجه شار عبوری غشا تا L/m2h554 افزایش می یابد. خواص مکانیکی غشاها با افزودن پلورونیک اف-127 به زمینه غشا با افت شدید مواجه می شود. نسبت بازیابی شار غشاهای پلی اترسولفون/پلورونیک اف-127 نسبت به غشاهای پلی اترسولفون خالص تا %12 افزایش داشته است.

فرضیه : در این پژوهش، اثر شکل گیری لایه فعال نانوکامپوزیتی کیتوسان-زئولیت بر خواص ساختاری، شیمی-فیزیکی و جداسازی و عملکرد ضدجرم گرفتگی غشای نانوصافشی بر پایه پلی اترسولفون مطالعه شد.روش ها: غشای پایه نانوصافشی با روش تغییر فاز تهیه شد و سپس به کمک روش غوطه وری عمقی در محلول پلیمری اصلاح سطحی شد. مشخصات غشاهای تهیه شده با آزمون های زیر قرمز تبدیل فوریه، عکس های الکترونی پویشی، پراش سنجی پرتو X، عکس های سه بعدی سطح، زاویه تماس، محتوای آب، شار آب خالص، پس زنی نمک و  فلز سنگین و عملکرد ضدجرم گرفتگی ارزیابی شد.یافته ها: نتایج آزمون طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه، شکل گیری لایه نانوکامپوزیتی کیتوسان-زئولیت را بر سطح غشای پایه پلی اترسولفون تأیید کرد. همچنین، عکس های الکترونی پویشی از سطح و مقطع عرضی غشاهای تهیه شده ایجاد لایه فعال روی سطح غشا را نشان می دهد. نتایج بررسی سطح غشا نشان می دهد، اصلاح سطح غشا سبب کاهش زبری سطح شده است. به کارگیری نانوذرات زئولیت در لایه سطحی باعث افزایش مقدار محتوای آب غشا شد. شار آب خالص غشای اصلاح شده دولایه %54 نسبت به غشای پایه افزایش یافت. همچنین مقدار پس زنی نمک سدیم سولفات برای غشای اصلاح شده دولایه بیش از %70 اندازه گیری شد. مقدار جداسازی یون کروم نیز از %69 برای غشا پایه به %95 برای غشای اصلاح شده افزایش یافت. نتایج اندازه گیری زاویه تماس آب نشان داد، خاصیت آب دوستی سطحی غشاها در اثر اصلاح سطح افزایش یافته است. افزون بر این، غشای اصلاح شده دولایه خاصیت ضدجرم گرفتگی زیادی نشان داد، به طوری که مقدار بازیابی شار از %85 به %93.6 افزایش و مقدار مقاومت بازگشت ناپذیر از %15 به %6.4 کاهش یافت.