Emulsja jest bardzo trudnym do rozdzielenia dwufazowym układem dyspersyjnym, który tworzą dwie substancje hydrofobowa i hydrofilowa. W takiej postaci może być bardzo trudna do usunięcia i bardzo szkodliwa dla środowiska. Naukowcy z MIT znaleźli prosty i tani sposób na ponowne rozdzielenie dwóch cieczy. W metodzie wykorzystuje się błony, które dzięki hierarchicznej strukturze nano- i mikroporów są bardzo wytrzymałe i wydajne. W zależności od rodzaju rozdzielanej emulsji (olej zawieszony w wodzie lub woda zawieszona w oleju) mogą przyciągać krople polarne lub niepolarne, odpychając od swojej powierzchni te drugie.

Największym wyzwaniem dla naukowców okazała się wielkość samych porów, które aby wydajnie blokować emulsje, powinny być mniejsze niż zawieszone w mieszaninie krople. Jeśli mamy do czynienia z nanoporami związane jest to ze znacznym wzrostem ciśnienia, a co za tym idzie zdecydowanym obniżeniem przepustowości, która w przypadku tej techniki jest niezwykle ważna. Pomysłowym rozwiązaniem tego problemu okazało się połączenie w jednym mechanizmie porów o różnej wielkości (nano- i mikropory) – te większe mają odpowiadać za część mechaniczną metody (zmniejsza opór przepływu), a te mniejsze za właściwe rozdzielenie obu substancji.

Jak powstaje membrana? Substancja polimerowa jest wylewana na szklaną płytkę, a następnie zanurzana w roztworze specjalnego rozpuszczalnika, tworzącego zewnętrzną powłokę na jednej stronie polimeru. Nie potrzebne jest już tu tworzenie kilku warstw błon. W wyniku takich działań powstaje podwójna membrana, która na części polimerowej zawiera małe pory, a na części nie polimerowej – duże. Na samym końcu całość, w zależności od przeznaczenia wykorzystania, powlekana jest materiałem przyciągającym substancje polarne lub niepolarne. „Ponieważ warstwy substancji powlekającej są włączane w mikroporowatą część nośną membrany, są bardziej wytrzymałe mechanicznie, więc w przyszłości będą mogły być wytwarzane znacznie cieńsze.” – komentują autorzy w swojej publikacji.

Działanie membrany, sprawdzone za pomocą szeregu zaawansowanych technik, charakteryzowało się ponad 99,9 procentową separacją nie tylko kropli emulsji widocznych na pierwszy rzut oka, ale również tych w rozmiarach nanoskali.

Do tej pory do rozbijania emulsji, wybierając mniejsze zło, stosowało się substancje, które same w sobie w pewien sposób mogły szkodzić środowisku naturalnemu. Nowoczesna metoda może zostać wykorzystana na dużą skalę w przemyśle, dzięki względnie tanim kosztom produkcji i użytkowania oraz swojej dobrej wydajności i dokładności. Z pewnością będzie dobrym rozwiązaniem nie tylko przy oczyszczaniu wycieków (np. z tankowców), ale również jako dodatkowe, niezbędne narzędzie przy pracach wiertniczych. Dalsze prace zespołu w tej dziedzinie wspierane będą przez Shell. „Przewidujemy, że ta technologia wykroczy poza rozdzielanie mieszanin oleju i wody w emulsjach farmaceutycznych (…) i przejmie kontrolę nad fazami w urządzeniach mikrostrumieniowych.”