친수성(Hydrophilic) 멤브레인에는 셀룰로오스 아세테이트,폴리에틸셜폰,나일론,폴리비닐리딘디플루오라이드(PVDF)와 변형 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인이 있으며 이러한 재료 중 일부는 코팅, 혼합 또는 친수제와의 가교 결합(Cross-link)과 같이 친수성을 높이기 위해 변형되어야 합니다. 물과 기타 극성 물질에 잘 적셔지는 멤브레인입니다. 친수성(Hydrophilic) 멤브레인은 극성 용액 여과에 사용되며 특히나 물여과, 조직 배양 배지, 혈청, 완충 용액 및 생물학적 여과에도 사용할 수 있습니다.친수성 멤브레인은 소수성 멤브레인보다 표면 장력이 낮습니다. 친수성 멤브레인의 표면장력은 액체의 종류와 막의 재질에 따라서 달라집니다.
소수성(Hydrophobic) 멤브레인에는 천연 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인과 변형 폴리비닐리딘디플루오라이드(PVDF)가 있으며 물과 기타 극성 분자에 잘 적셔지지 않으며 일반적으로 지질, 오일 또는 플라스틱과 같은 비극성 물질로 만들어집니다. 비극성 용액과 기체 여과에 사용되며 특히나 산소/질소 여과 및 솔벤트 여과에 널리 사용됩니다.
소수성(Hydrophobic) 멤브레인은 5 Dyn/cm 이상의 표면장력을 가지고 있으며 약 20 Dyn/cm의 표면장력을 갖는 비극성 용매와는 약 15도 정도의 접촉각을 갖기 때문에 쉽게 적셔져서 용매가 멤브레인을 잘 통과하는 반면에 약 70 Dyn/cm의 표면 장력을 갖는 극성 용액 5% NACL 과는 90도의 접촉각을 이루어 반발력이 생겨서 쉽게 적셔지지 않습니다
소수성 멤브레인의 장점은 다음과 같습니다.
물과 기타 오염물질로 인해 멤브레인이 오염되거나 젖는 것을 방지할 수 있습니다
저항을 줄이고 막의 투과성을 향상시켜 분리 공정의 효율성과 선택성을 높일 수 있습니다
소수성인 세포막의 자연적인 구조와 기능을 모방할 수 있습니다.
소유성(Oleophobic) 멤브레인에는 소수성 표면 처리된 변형 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인과 폴리비닐리딘디플루오라이드(PVDF)가 있으며 오일, 알코올, 세제와 같은 표면 장력이 낮은 액체에 대해서는 잘 적셔지지 않습니다. 유기기체 여과, 용액/기체 혼합체에서 기체제거,용액속에 휘발성 성분 제거에 널리 사용됩니다
소유성(Oleophobic) 멤브레인은 19 Dyn/cm 표면장력을 가지고 있으며 약 20 Dyn/cm의 표면장력을 갖는 비극성 용매와는 약 90도 정도의 접촉각을 갖기 때문에 반발력이 생겨서 쉽게 적셔지지 않습니다 반면에 약 70 Dyn/cm의 표면 장력을 갖는 극성 용액 5% NACL과는 135도의 접촉각을 이루어 강한 반발력이 생겨서 쉽게 적셔지지 않습니다
소유성 멤브레인의 장점은 다음과 같습니다.
오염 물질의 침투를 방지하고 장치의 공기 투과성을 유지할 수 있습니다
박테리아와 체액의 부착을 방지하여 감염 및 염증의 위험을 줄일 수 있습니다
외부 물질의 간섭을 방지하여 장치의 성능과 안정성을 향상시킬 수 있습니다
표면장력은 액체 표면의 분자 사이의 상호작용입니다. 표면장력의 힘에 따라서 액체 표면이 쪼개지지 않고 오목한 모양을 유지하는가 결정이 됩니다. 표면장력은 미터당 뉴턴으로 측정합니다(N/m)
표면장력공식
Rhρg/2
r은 모세관의 직경, ρ는 시료액의 밀도, g는 중력의 가속도입니다.
접촉각공식
S = glv (cosθ - 1)
S> 0일 때 방울이 완전히 젖습니다 (접촉각은 0 °입니다)
S <0일 때 부분적인 젖음이 발생합니다.
멤브레인의 표면 장력은 막 표면에 있는 액체 방울의 가장자리가 이루는 각도인 접촉각으로 측정할 수 있습니다.
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