Bio-organisms populating electrospun membrane immersed in the sea.
在水过滤中,膜污垢导致其过滤性能显著下降并降低其使用寿命。特别是在有大量潜在污染物的自然环境中使用的膜,污垢来自膜表面基板上的不可逆粘附,以及形成的生物膜或两者都有。虽然静电纺丝膜已被证明具有良好的过滤性能,但它在被广泛使用之前还必须具有足够长的使用寿命。因此,其发展的下一个阶段将是改善其防污特性。
在电纺膜中加入具有防污性能的材料以改善其防污特性。Goetz等人(2016年)表明,电纺乙酸纤维素膜表面涂有几丁质纳米晶体,有效地将水接触角降低至零度,所得亲水膜的生物污垢和生物膜显著减少。类似地,Sun等人(2010)将聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)接枝到电纺聚(偏二氟乙烯 - 六氟丙烯)(PVDF-HFP)纳米纤维膜的表面以改善亲水性,发现修饰的膜蛋白质吸附减少,并且这消除了生物膜的形成。
除了表面改性之外,可以将抗微生物物质添加到电纺膜以抑制电纺膜上微生物的生长。 Dasari等人(2012)电纺聚乳酸(PLA)膜含有官能化海泡石原纤维颗粒(5重量%)用于防污膜。海泡石是亲水性的,其添加会改善膜的亲水性。为了减少生物污垢,海泡石用Cu和Ag官能化。当用酿酒酵母和恶臭假单胞菌进行测试时,与纯PLA相比,该膜能够降低高达85%的酿酒酵母。
减少污垢的一种方法是使用对其有阻力的材料。磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)是一种两性离子聚合物,已被证明具有非污染性。 Emerick等人(2013)通过将聚合物以1:1的体积比溶解在NaCl溶液(0.25M)中能够电纺SBMA。在研究了SBMA分子量对静电纺丝结果的影响后,他们发现420kDa的分子量能够产生均匀且光滑的纳米纤维。