นาโนไฟเบอร์ มีความสามารถในการแยกน้ำมันและน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการดูดซับเมื่อวัสดุที่ใช้มีพื้นผิวที่เป็นน้ำมันและไม่ชอบน้ำ
เมมเบรนแบบ superhydrophilic ประกอบด้วยโครงสร้างไมโคร/นาโนหลายระดับและกลุ่มฟังก์ชันที่มีไฮเดรตหลายระดับ
ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการแยกที่สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบำบัดน้ำเสียที่มีหยดน้ำมันขนาด 0.2 ถึง 2-µm
ก่อนหน้านี้ เราได้พัฒนาเมมเบรนเส้นใยนาโนโพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) ที่ดัดแปลงด้วยโพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) แบบเชื่อมขวางแบบไม่สมมาตร
โดยใช้เทคโนโลยีอิเล็กโตรสปินนิง ซึ่งแสดงค่าการซึมผ่านสูงกว่า 2.2 × 104 liters m-2 hour-1 bar-1
อัตราการกู้คืนฟลักซ์สูง สูงกว่า 98% และอัตราการเกิดคราบที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ต่ำที่ ~2%
เมมเบรนโพลีเมอร์ทั่วไป เช่น โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์) PAN และโพลีเอเธอร์ซัลโฟน
ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการทำให้บริสุทธิ์ น้ำเสียที่มีน้ำมันเช่นกัน
อย่างไรก็ตาม เมมเบรนที่ใช้ปิโตรเคมีเหล่านี้ได้มาจากทรัพยากรฟอสซิล และของเสียจากเมมเบรนมักถูกฝังหรือเผา
ซึ่งก่อให้เกิดการปนเปื้อนรอง เช่น ไมโครพลาสติกและมลพิษทางอากาศ
จากมุมมองนี้ กระบวนการแก้ไขทั้งหมดต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมากและไม่ยั่งยืน (รูปที่ 1A)
การค้นหาวิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการทำให้น้ำเสียที่มีน้ำมันบริสุทธิ์ในปริมาณมากยังคงเป็นเรื่องท้าทาย
เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว เราจึงมุ่งเน้นไปที่โพลีเมอร์โพลีแลกติกแอซิด (PLA) ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
กรดแลกติก ซึ่งเป็นโมโนเมอร์ของ PLA เป็นวัสดุทางชีวภาพและสามารถสกัดได้จากพืช สัตว์ และน้ำหมักจุลินทรีย์
เมมเบรน PLA ไม่ก่อให้เกิดขยะอันตราย เนื่องจาก PLA สามารถย่อยสลายได้โดยจุลินทรีย์บางชนิด (รูปที่ 1B)
และสามารถเปลี่ยนให้เป็นกรดแลกติกได้ในที่สุดโดยการย่อยสลายทางชีวภาพ
นอกจากนี้ เมมเบรน PLA ยังมีราคาถูกกว่าโพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ โพลีเอเธอร์ซัลโฟน และเมมเบรนทั่วไปอื่นๆ
ดังนั้น PLA จึงเป็นตัวเลือกในอุดมคติที่จะใช้แทนวัสดุปิโตรเคมีที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้แบบเดิม
อย่างไรก็ตาม PLA มีความสามารถในการดูดซับน้ำต่ำเนื่องจากมีกลุ่มฟังก์ชันไม่ชอบน้ำ เช่น กลุ่มเมทิลและเอสเทอร์
หยดน้ำมันสามารถทะลุผ่านเมมเบรนและยึดติดกับพื้นผิวเมมเบรนและผนังรูพรุนได้ง่าย
จึงลดประสิทธิภาพการแยกตัวของเมมเบรนลง
ดังนั้น พื้นผิวของเมมเบรน PLA จึงได้รับการปรับเปลี่ยนโดยการรวมอนุภาคนาโน TiO2
เพื่อพยายามเพิ่มการแทรกซึมของน้ำเสียที่เป็นน้ำมันและบรรเทาการเกาะติดของเมมเบรน
เมมเบรน PLA ที่รวม TiO2 แสดงให้เห็นการซึมผ่านของน้ำมันในน้ำสูง (9.5 x 103 liters m-2 hour-1 bar-1)
และประสิทธิภาพการแยกสูง (สูงกว่า 99%)
อย่างไรก็ตาม การผลิตในปริมาณมากนั้นเป็นเรื่องท้าทายเนื่องจากขั้นตอนการผลิตหลายขั้นตอน
และการใช้งานจริงถูกจำกัดเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารเคลือบ TiO2 และเมมเบรนไม่เพียงพอ