NYHET Konstgjorda membran spelar en viktig roll inom områden som sjukvård, energilagring och resursåtervinning. Men tillverkningen är inte särskilt miljövänlig. I en avhandling från Umeå universitet presenterar Norafiqah Ismail nya lösningsmedel som överträffar de traditionella, giftiga alternativen när det gäller kostnad, hållbarhet och prestanda.
Norafiqah Ismail har genom laboratorietester tagit fram tre familjer av mer miljövänliga lösningsmedel för tillverkning av konstgjorda membran.
BildNaser TavajohiTack vare Norafiqah Ismails forskning är det nu möjligt att producera miljövänligare konstgjorda membran med hjälp av lösningsmedel som aldrig tidigare använts i tillverkningen.
– Dessa membran är ännu inte tillgängliga på marknaden men vi har kunnat framställa dem i laboratoriemiljö, säger Norafiqah Ismail vid Kemiska institutionen.
Konstgjorda membran har en mängd olika användningsområden. De finns till exempel i konstgjorda njurar och lungor och i olika typer av batterier. Dessa anpassningsbara membran finns också i bränsleceller, ser till att vi har rent vatten genom avancerad filtrering och gör det möjligt att separera gaser, till exempel koldioxid, på ett effektivt sätt. Dessutom spelar de en viktig roll inom resursåtervinning.
Membran kan tillverkas av polymerer, glas, zeoliter, metall eller kompositmaterial. Bland dessa är polymermembran vanligast på grund av det överkomliga priset, deras mekaniska egenskaper och att de enkelt kan produceras i stor skala.
– Trots att dessa fantastiska material har en betydande roll för gröna processer och hållbar utveckling, är tillverkningen inte miljövänlig. Till exempel har det mest använda lösningsmedlet för membrantillverkning, N-metylpyrrolidon (NMP), visat sig kunna orsaka reproduktionsstörningar och har begränsats i Europa sedan maj 2020, säger Norafiqah Ismail.
Vidare har andra vanliga lösningsmedel, som dioktylftalat (DOP), identifierats som cancerframkallande för människor och dibutylftalat (DBP) kan potentiellt orsaka missbildningar hos foster. Dessa farliga lösningsmedel utgör inte bara risker för människors hälsa, de bidrar också till miljöskador genom att generera stora mängder avloppsvatten i membranproduktionen, över 50 miljarder liter per år. Därför är det viktigt att hitta miljövänliga alternativ.
I sin nyligen publicerade avhandling använde Norafiqah Ismail en livscykelanalys för att bedöma hållbarheten i membrantillverkningen, vilket inte gjorts tidigare. Hennes analys visar att de giftiga lösningsmedlem är vad som främst hindrar hållbar membranproduktion.
Hon tar dessutom saken ett steg längre genom att introducera tre familjer av lösningsmedel som inte bara är billigare och mer hållbara än de traditionella giftiga alternativen, utan även har bättre presestanda. De nyutvecklade membranen har använts för en rad olika ändamål, till exempel avsaltning, rening av avloppsvatten från kärnkraftverk och vattenreningsprocesser. Att ha tillgång till rent vatten är avgörande för folkhälsan.
– Denna forskning är inte bara viktig för samhället utan även för membrantillverkare, särskilt med tanke på de restriktioner som gäller för användningen av vanliga lösningsmedel i Europa, säger Norafiqah Ismail.
Norafiqah Ismail, Kemiska institutionen, Umeå universitet, försvarar sin avhandling med titeln Sustainable membrane fabrication using greener solvents fredagen den 1 september 2023. Disputationen äger rum kl. 09.00 i Lilla Hörsalen vid Kemiska institutionen, KBC-huset. Fakultetsopponent är professor Lidietta Giorno från Institute Membrane Technology of National Research Council of Italy, CNR-ITM.
