グリッド膜フィルターは、ナノスケールのグリッドのようなポア構造を使用して、従来のフィルターメディアのパフォーマンス境界を突破します。この正確な構造の形成は、材料科学技術と工学技術の深い統合であり、膜プロセスパラメーターの究極の制御と顕微鏡スケールでの正確な規制に依存しています。ポリマー膜の分子自己組織化から微細構造の正確な彫刻まで、各プロセスは分子レベルのろ過精度を達成するための基礎を築きます。の重要な資料として グリッド膜フィルター 、ポリマー膜細孔構造の構築は、主に相反転法と熱誘導相分離法に依存しています。位相反転法は、均質相から多相へのポリマー溶液の遷移プロセスを巧みに調節することにより、細孔の秩序ある成長を達成します。膜形成の初期段階では、ポリマーを特定の溶媒に均一に溶解して均一な溶液を形成し、溶液を膜に削り、浸漬沈殿、蒸発誘導およびその他の方法によってシステムのバランスを破壊します。浸漬降水方法を例にとると、コーティングされた膜は凝固浴に浸され、溶媒と凝固剤はすぐに二重拡散を起こし、ポリマー溶液の液液または液体結合相分離をもたらします。このプロセスでは、溶媒の蒸発速度、凝固浴の組成、温度などのパラメーターが、細孔構造を決定する重要な要因になります。溶媒が迅速に蒸発し、凝固浴と溶媒が強い相互溶解度を持つと、ポリマーはすぐに凝集して小さく密な毛穴を形成します。逆に、より遅い位相分離速度は、大きな孔で高多孔性構造の形成を助長します。これらのパラメーターを正確に調整することにより、研究者はポリマー材料の自己組織化を導き、定期的に配置されたポアアレイを形成し、その後のグリッド構造の構築のための基本的なフレームワークを提供できます。熱的に誘導された位相分離法（TIPS）は、異なるアプローチを取り、温度変化を使用して位相分離プロセスを駆動します。この方法では、高温でポリマーと完全に混和する希釈剤を使用し、その溶解度は低温で急激に低下します。ポリマーと希釈液を均一相に加熱した後、システムは、急速な冷却または冷却速度を制御することにより、液液相分離または液体結合分離を受けます。温度が低下すると、希釈剤とポリマーが徐々に分離され、希釈剤は小さな液滴の形でポリマー相に分散されます。その後、希釈剤は抽出およびその他の方法によって除去され、膜に細孔構造を残します。冷却速度、希釈剤の種類、コンテンツなどのパラメーターの正確な制御により、細孔のサイズ、形状、接続性が決まります。プロセス条件を最適化することにより、細孔を膜で高度に秩序化した方法で配置して、均一な細孔ネットワークを形成できます。初期の細孔構造が構築された後、フォトリソグラフィやナノインプリントなどのマイクロナノ処理技術を使用して、通常の細孔をさらにグリッド形状に刻む必要があります。フォトリソグラフィーは、光マスクを介して膜表面を選択的に露出して、光受信領域で光化学反応を引き起こし、開発やエッチングなどのステップを介して材料の一部を正確に除去して、特定の幾何学的形状のグリッド構造を形成します。ナノインプリントテクノロジーは、ナノスケールパターンを備えた金型を使用して、機械的圧力を介して膜表面にパターンを伝達するため、細孔エッジが正確に切断され、再形成され、最後にきちんと配置されたグリッドのような毛穴が形成されます。これらのマイクロナノ処理技術は、ナノメートルレベルでの孔サイズのエラーを制御し、グリッド構造の形状、サイズ、設計パラメーターが非常に一貫していることを保証します。ナノスケールグリッドのような細孔構造の形成プロセスは、基本的に顕微鏡スケールでの物質の挙動の正確な操作です。各プロセスリンクのパラメーター調整は、ポリマーの位相分離自己組織化からマイクロナノ構造の正確な処理まで、分子レベルでの精度の彫刻のようなものであり、優れたろ過性能を備えた微細構造が層ごとに構築されます。この精密形成グリッドポアは、フィルターにサイズごとに正確にスクリーニングする能力を与えるだけでなく、ユニークな幾何学的形状を介してさまざまな形の物質の選択的保持を実現するため、タンパク質分離とガス精製のフィールドで比類のない利点を示します。
