受肾脏启发的用于高效纳滤的主动渗透交换器
软凝聚态物质
2016-09-02 v1 组织与器官
摘要
本文研究了最高效的过滤装置之一：肾脏的物理机制。基于亨勒袢（肾脏过滤的核心部分）的最小模型，我们从理论上研究了这一分离过程中详细的非平衡通量，以获得其在分离能力和能耗方面的绝对理论界限。我们证明该分离过程与传统筛分过程相比以极小的能量成本运行，同时工作在低得多的压力下。这种独特的能效源于肾单位的双环几何结构，其作为主动渗透交换器运行。受人造肾脏启发的过滤装置原理可基于现有软技术轻易模仿，以构建紧凑且低能耗的人工透析装置。这种“芯片上的肾脏”也指向了先进水回收的新途径，特别针对海水预处理以去污和降低硬度。
引用
@article{arxiv.1609.00131,
title = {Active Osmotic Exchanger for Efficient Nanofiltration Inspired by the Kidney},
author = {Sophie Marbach and Lydéric Bocquet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.00131},
year = {2016}
}