1。膜を通るろ過 ：
人間の循環系は、毛細血管の壁などの半周膜に依存して、血流と周囲の組織間の水と栄養素の交換を可能にします。この概念に触発されて、科学者は、汚染物質を遮断しながら水が通過することを選択的に可能にする特定の細孔サイズのろ過膜を開発しました。この原則は、浄水システム、逆浸透、および血液透析の基本です。
2。選択圧力 ：
私たちの体内の血液の循環は、心臓のポンピング作用によって駆動され、液体の動きを促進する圧力勾配を作成します。同様に、ろ過プロセスでは、圧力を使用して膜に水を強制し、不純物を残します。この手法は、一般的に微小ろ過、限外ろ過、およびナノフィルトレーションシステムで採用されています。
3。電気透析 ：
電気透析は、半透明膜と、イオンやその他の荷電粒子を水から除去する電気の可能性を利用する分離プロセスです。この技術は、イオンチャネルとポンプを介して細胞膜を横切ってイオンを輸送する人体の能力からインスピレーションを得ています。電気透析では、淡水化、廃水処理、および食品加工の用途が見つかります。
4。ろ過材料の生体模倣 ：
科学者はまた、循環系に見られる天然物質の模倣を調査して、ろ過性能を高めています。たとえば、私たちの血液中の酸素を運ぶタンパク質であるヘモグロビンのユニークな特性は、ガス分離プロセスにおける効率的な酸素分離とろ過のための生体模倣膜の発生を促しました。
5。 microfluidics ：
マイクロチャネル内の微量体積の液体の操作を含むマイクロ流体システムは、私たちの体の血管の複雑なネットワークの影響を受けています。毛細血管の複雑な分岐パターンを模倣することにより、マイクロ流体デバイスにより、医療診断、化学合成、薬物送達など、さまざまな用途向けの液体の正確な制御、混合、および分離が可能になります。
人体における水輸送メカニズムの研究は、ろ過分野に貴重な洞察とインスピレーションを提供し続けています。科学者は、浄水、廃水処理、およびその他の産業プロセスに革命をもたらすことができる新しい概念と材料を常に探求しており、それらをより効率的で持続可能にしています。
