Руско мембранно общество, мембрани и мембранни технологии в Русия и ОНД - йонообменна мембрана
Оригинален материал: А. Б. Ярославцев, В. В. Никоненко. Йонообменни мембранни материали: свойства, модификация и практическо приложение. Руски нанотехнологии. 2009, том 4, № 3 стр. 33-53.
Този преглед обобщава сегашното разбиране за структурата и свойствата на един от най-популярните класове наноматериали - йонообменни мембрани. Представени са данни за техните транспортни свойства, приложение при електродиализа и алтернативна енергия, методи за тяхното модифициране, водещи до промяна в проводимите и селективни свойства на мембраните, както и за някои аспекти на тяхното използване в съвременните технологии.
Йонообменните мембрани се използват широко в съвременните технологии и принадлежат към категорията на най-модерните и технологично модерни видове материали. Всъщност мембраните са много близки до йонообменните материали, чиято история се изучава от около сто и половина години. Преди да бъде доказано съществуването на йони като такива, беше установено, че когато почвените проби се обработват с разтвори на амониеви соли, настъпва обратимо отделяне на калциеви соли [1, 2] поради наличието в тези проби на глинени минерали, проявяващи йон- обменни имоти. Синтетичните йонообменни материали са получени много по-късно [3]. Едва през 30-те години на XX век йонообменниците са базирани на полимерна матрица - йонообменни смоли [4]. И скоро след това те започнаха да се получават и активно да се използват не само под формата на гранули, но и под формата на тънки плочи, които обикновено се наричат мембрани.
Изследванията в областта на мембранните материали и технологии бързо се развиват както в целия свят, така и в Русия. Те са постоянно сред приоритетните изследователски области. По този начин работната програма на 7-ма рамкова европейска програма (FP7, 2008) съдържа специален раздел "Наноструктурирани мембранни материали" [8]. В допълнение, мембраните и мембранните материали са обект на изследвания в много други области (Нанотехнологии за пречистване на водата; Разработване и подобряване на наноструктурирани материали; Неорганични хибридни материали; Моделиране на интерфейси и дизайн на високоефективни материали; Катализа и екологични процеси за производството на течни горива от въглища и природни газове и др.) [8]. Това определя активното развитие на световната мембранна общност. От 2004 г. мрежата за върхови постижения NanoMemPro, финансирана от 6-та рамкова програма (FP6), работи в Европа, обединявайки 13 водещи европейски лаборатории, работещи в областта на мембранните технологии. През 2008 г. в Брюксел беше създадена Европейска мембранна къща за координиране на изследователски дейности и приложни разработки в областта на мембраните [9].
Поради широкия спектър от практически приложения, мембранните технологии бързо се развиват в редица руски предприятия, сред които са Щикиноазот ОАО (Щекино), Каменскволокно ОАО (Каменск-Шахтински), Пластполимер ОАО (Санкт Петербург), LLC Воронеж-Аква (Воронеж), LLC Иновативна мембранна технология за предприятия (Краснодар), LLC NPP Technofilter (Владимир), LLC Henkel-Yug (Engels). Освен това, всяка година кръгът от тези предприятия се разширява, наскоро той включва такива известни компании като OJSC MMC Norilsk Nickel (Dudinka), National Innovation Company New Energy Projects (Москва), RSC Energia "(Королев), Федерален държавен унитарен орган Предприятие "Изследователски център на името на М. В. Келдиш" (Москва). Много от изброените предприятия не се ограничават до производството на мембрани или технологични устройства на тяхна основа и активно участват в научни и инвестиционни разработки, както самостоятелно, така и с участието на изследователски организации. В тази връзка може да се отбележи инициативата на OJSC MMC Norilsk Nickel, която през 2004 г. започна финансиране на работа в областта на водородната енергия по споразумение с Руската академия на науките [10]. Съвместните усилия на научната общност и предприемачите водят до значителен напредък в тази посока, чиято ефективност може да бъде значително увеличена с подкрепата на държавните агенции. Трябва да се отбележи значителната роля на мембранните технологии във Федералната целева програма „Изследвания и разработки в приоритетни области на развитие на научно-технологичния комплекс на Русия за 2007-2012 г.“. Преди няколко години, в подкрепа на фундаментални изследвания в областта на мембраните, беше създаден специален раздел в RFBR класификатора. Особено трябва да се отбележи, че значителен принос за популяризирането на науката за мембраните направи един изключителен руски учен - академик Н. А. Плейт (фиг. 1).