Grid-membranfilter bryter igenom prestationsgränserna för traditionella filtermedier med deras nano-skala rutliknande porstruktur. Bildningen av denna exakta struktur är en djup integration av materialvetenskap och teknisk teknik som förlitar sig på den ultimata kontrollen av membranprocessparametrar och exakt reglering i den mikroskopiska skalan. Från det molekylära självmontering av polymermembran till den exakta snidningen av mikrostrukturer lägger varje process grunden för att uppnå filtreringsnoggrannhet på molekylnivå. Som ett viktigt material för Grid -membranfilter Konstruktionen av polymermembranporstruktur förlitar sig huvudsakligen på fasinversionsmetod och termiskt inducerad fasseparationsmetod. Fasinversionsmetoden uppnår ordnad tillväxt av porer genom att smart reglera övergångsprocessen för polymerlösning från homogen fas till flerfas. I det initiala stadiet av membranbildning är polymeren enhetligt upplöst i ett specifikt lösningsmedel för att bilda en homogen lösning, och sedan skrapas lösningen i ett membran, vilket bryter systembalansen genom nedsänkning, indunstningsinduktion och andra metoder. Med tanke på nedsänkningsutfällningsmetoden som ett exempel är det belagda membranet nedsänkt i ett koaguleringsbad, och lösningsmedlet och koagulanten genomgår snabbt dubbel diffusion, vilket resulterar i vätske-vätska eller vätskesolid fasseparation av polymerlösningen. I denna process blir parametrar såsom förångningshastigheten för lösningsmedlet, sammansättningen av koagulationsbadet och temperaturen de viktigaste faktorerna som bestämmer porstrukturen. När lösningsmedlet förångas snabbt och koagulationsbadet och lösningsmedlet har stark ömsesidig löslighet kommer polymeren snabbt att aggregeras för att bilda små och täta porer; Omvänt är en långsammare fasseparationshastighet gynnsam för bildandet av en stor, hög porositetsstruktur. Genom att just justera dessa parametrar kan forskare vägleda självmontering av polymermaterial för att bilda en regelbundet arrangerad poruppsättning, vilket ger en grundläggande ram för konstruktion av efterföljande nätstrukturer. Den termiskt inducerade fasseparationsmetoden (TIPS) tar ett annat tillvägagångssätt och använder temperaturförändringar för att driva fasseparationsprocessen. Denna metod använder ett utspädningsmedel som är helt blandbart med polymeren vid höga temperaturer och vars löslighet sjunker kraftigt vid låga temperaturer. Efter uppvärmning av polymeren och utspädningsmedlet till en homogen fas genomgår systemet vätskevätskaseparation eller vätskesolid separering genom snabb kylning eller kontroll av kylningshastigheten. När temperaturen minskar separeras utspädningsmedel och polymeren gradvis och utspädningsmedel sprids i polymerfasen i form av små droppar. Utspädningsmedel avlägsnas därefter genom extraktion och andra metoder, vilket lämnar en porstruktur i membranet. Exakt kontroll av parametrar som kylhastighet, utspädningsmedel och innehåll bestämmer storleken, formen och anslutningen på porerna. Genom att optimera processförhållandena kan porerna ordnas på ett mycket ordnat sätt i membranet för att bilda ett enhetligt pornätverk. Efter att den initiala porstrukturen är konstruerad är det nödvändigt att använda mikro-nano-bearbetningsteknologier såsom fotolitografi och nanoimprinting för att ytterligare snida de vanliga porerna till en rutnätform. Fotolitografi exponerar selektivt membranytan genom en fotomask för att orsaka en fotokemisk reaktion i det ljusmottagande området och tar sedan bort en del av materialet genom steg som utveckling och etsning för att bilda en rutnätstruktur med en specifik geometrisk form. Nanoimprinting-teknik använder en form med ett nanoskala mönster för att överföra mönstret till membranytan genom mekaniskt tryck, så att porkanterna skärs och omformas noggrant och slutligen ordentligt arrangerade rutliknande porer bildas. Dessa mikro-nano-bearbetningsteknologier kan styra porstorleksfelet på nanometernivå, vilket säkerställer att formen, storleken och designparametrarna för nätstrukturen är mycket konsekventa. Formningsprocessen för den nanoskala rutnätliknande porstrukturen är i huvudsak den exakta manipulationen av materiens beteende i den mikroskopiska skalan. Parameterjusteringen av varje processlänk är som precisionshuggning på molekylnivå, från fasseparationens självmontering av polymerer till den exakta bearbetningen av mikro-nano-strukturer, och en mikrostruktur med utmärkt filtreringsprestanda är konstruerat lager för lager. Denna precisionsformade rutnätpor ger inte bara filtret möjligheten att exakt scurera efter storlek, utan uppnår också selektiv retention av ämnen av olika former genom en unik geometrisk form, vilket gör att det visar enastående fördelar inom områdena proteinseparation och gasrening.
