Filtre membrány mriežky prechádzajú cez hranice výkonu tradičných filtračných médií s ich nano-mierkovým mriežkovým štruktúrou pórov. Tvorba tejto presnej štruktúry je hlboká integrácia materiálovej vedeckej a inžinierskej technológie, ktorá sa spolieha na konečnú kontrolu parametrov membránového procesu a presnú reguláciu v mikroskopickom meradle. Od molekulárnej samostatnej zostavy polymérnych membrán až po presné vyrezávanie mikroštruktúr, každý proces kladie základ pre dosiahnutie presnosti filtrácie molekulárnej úrovne. Ako dôležitý materiál pre membránové filtre , Konštrukcia štruktúry pórov polymérnej membrány sa spolieha hlavne na metódu fázovej inverzie a tepelne indukovanú metódu separácie fázy. Metóda fázovej inverzie dosahuje riadny rast pórov chytrou reguláciou prechodného procesu polymérneho roztoku z homogénnej fázy na viacfázu. V počiatočnom štádiu tvorby membrány je polymér rovnomerne rozpustený v špecifickom rozpúšťadle, čím sa vytvorí homogénne roztok, a potom sa roztok zoškraje do membrány, čím prelomí rovnováhu systému zrážaním ponorenia, indukciou odparovania a inými metódami. Ako príklad, keď vezmeme metódu zrážania ponorenia, potiahnutá membrána je ponorená do koagulačného kúpeľa a rozpúšťadlo a koagulant rýchlo podliehajú dvojitej difúzii, čo vedie k separácii polymérneho roztoku polymérneho roztoku alebo kvapalinovej fázy. V tomto procese sa parametre, ako je rýchlosť odparovania rozpúšťadla, zloženie koagulačného kúpeľa a teplota sa stávajú kľúčovými faktormi, ktoré určujú štruktúru pórov. Keď sa rozpúšťadlo rýchlo odparí a koagulačný kúpeľ a rozpúšťadlo majú silnú vzájomnú rozpustnosť, polymér sa rýchlo agreguje za vzniku malých a hustých pórov; Naopak, pomalšia rýchlosť separácie fázy vedie k tvorbe štruktúry vysokej pórovej pórovej plochy veľkého póru. Presnou úpravou týchto parametrov môžu vedci viesť sebazostavenie polymérnych materiálov tak, aby vytvorili pravidelne usporiadané pole pórov, čo poskytuje základný rámec pre výstavbu následných štruktúr mriežky. Metóda tepelne indukovanej fázovej separácie (TIP) má iný prístup a na riadenie procesu separácie fázy používa zmeny teploty. Táto metóda používa riedidlo, ktoré je s polymérom úplne miešateľný pri vysokých teplotách a ktorého rozpustnosť pri nízkych teplotách prudko klesá. Po zahrievaní polyméru a riedení na homogénnu fázu systém podlieha separácii fázovej kvapaliny kvapaliny alebo separáciou kvapalných pehot rýchlym ochladením alebo reguláciou rýchlosti chladenia. Keď sa teplota znižuje, riedidlo a polymér sa postupne oddeľujú a riedidlo sa disperguje vo fáze polyméru vo forme malých kvapôčok. Riedenie sa následne odstráni extrakciou a inými metódami, pričom v membráne ponecháva štruktúru pórov. Presná kontrola parametrov, ako je rýchlosť chladenia, typ riedidla a obsah, určuje veľkosť, tvar a konektivitu pórov. Optimalizáciou podmienok procesu môžu byť póry usporiadané vysoko usporiadaným spôsobom v membráne tak, aby vytvorili rovnomernú sieť pórov. Po vytvorení počiatočnej štruktúry pórov je potrebné použiť technológie spracovania mikro-nano, ako je fotolitografia a nanoimprinting, aby sa ďalšie vyrezávali pravidelné póry do mriežkového tvaru. Fotolitografia selektívne odhaľuje povrch membrány cez fotomask, ktorá spôsobuje fotochemickú reakciu v oblasti prijímajúcej svetla, a potom presne odstraňuje časť materiálu prostredníctvom krokov, ako je vývoj a leptanie, aby sa vytvorila mriežková štruktúra so špecifickým geometrickým tvarom. Technológia nanoimprintingu používa na prenos vzoru na membránovú plochu pomocou mechanického tlaku pleseň so vzorom nanomateriálov, takže hrany pórov sú presne rezané a pretvorené a nakoniec sa vytvoria úhľadne usporiadané póry podobné mriežke. Tieto technológie spracovania mikro-nano môžu regulovať chybu veľkosti pórov na úrovni nanometrov, čím sa zabezpečí, že tvar, veľkosť a konštrukčné parametre štruktúry mriežky sú veľmi konzistentné. Proces formovania štruktúry pórov podobnej nanočastom mriežky je v podstate presná manipulácia so správaním hmoty v mikroskopickom meradle. Úprava parametrov každého procesného spojenia je ako presné vyrezávanie na molekulárnej úrovni, od samoobsluhy polymérov fázovej separácie po presné spracovanie mikro-nano štruktúr a mikroštruktúra s vynikajúcim filtračným výkonom sa skonštruuje vrstva podľa vrstvy. Tento presný mriežkový pór nielenže dáva filtra schopnosť presne skríning podľa veľkosti, ale tiež dosahuje selektívnu retenciu látok rôznych foriem prostredníctvom jedinečného geometrického tvaru, takže vykazuje jedinečné výhody v oblastiach separácie proteínov a čistenia plynu.
