Hollow fiber membrane
હોલો ફાઇબર મેમ્બ્રેન (એચ. એફ. એમ.) એ કૃત્રિમ પટલનો એક વર્ગ છે જે હોલો ફાઇબરના સ્વરૂપમાં અર્ધ-પારગમ્ય અવરોધ ધરાવે છે. મૂળરૂપે 1960ના દાયકામાં રિવર્સ ઓસ્મોસિસ કાર્યક્રમો માટે વિકસાવવામાં આવેલા, હોલો ફાઇબર મેમ્બ્રેન ત્યારથી જળ ઉપચાર, ડિસેલિનેશન, સેલ કલ્ચર, દવા અને પેશી ઇજનેરીમાં પ્રચલિત બની ગયા છે. મોટાભાગના વ્યાપારી હોલો ફાઇબર પટલને કારતુસમાં પેક કરવામાં આવે છે જેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રવાહી અને વાયુ વિભાજન માટે થઈ શકે છે. એચએફએમનું ઉત્પાદન સામાન્ય રીતે કૃત્રિમ પોલિમરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. સામેલ ચોક્કસ ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ ઉપયોગમાં લેવાતા પોલિમરના પ્રકાર તેમજ તેના પરમાણુ વજન પર ભારે આધાર રાખે છે. એચ. એફ. એમ. ઉત્પાદન, જેને સામાન્ય રીતે "સ્પિનિંગ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેને ચાર સામાન્ય પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છેઃ મેલ્ટ સ્પિનિંગ, જેમાં થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિમરને ઓગાળવામાં આવે છે અને સ્પિનરેટ દ્વારા હવામાં બહાર કાઢવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ ઠંડુ કરવામાં આવે છે. ડ્રાય સ્પિનિંગ, જેમાં પોલિમર યોગ્ય દ્રાવકમાં ઓગળી જાય છે અને સ્પિનરેટ દ્વારા હવામાં બહાર કાઢવામાં આવે છે. ડ્રાય-જેટ વેટ સ્પિનિંગ, જેમાં પોલિમર યોગ્ય દ્રાવકમાં ઓગળી જાય છે અને હવામાં અને અનુગામી કોગ્યુલેન્ટ (સામાન્ય રીતે પાણી) માં બહાર કાઢવામાં આવે છે. વેટ સ્પિનિંગ, જેમાં પોલિમર ઓગળી જાય છે અને સીધા કોગ્યુલેન્ટ (સામાન્ય રીતે પાણી) માં બહાર કાઢવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિઓમાંની દરેક માટે સામાન્ય છે સ્પિનરેટનો ઉપયોગ, એક સોય ધરાવતું ઉપકરણ જેના દ્વારા દ્રાવકને બહાર કાઢવામાં આવે છે અને એક એન્યુલસ જેના દ્વારા પોલિમર દ્રાવણને બહાર કાઢવામાં આવે છે. જેમ જેમ પોલિમરને સ્પિનરેટના એન્યુલસ દ્વારા બહાર કાઢવામાં આવે છે, તે હોલો નળાકાર આકાર જાળવી રાખે છે. જેમ જેમ પોલિમર સ્પિનરેટમાંથી બહાર નીકળે છે, તે ફેઝ ઇન્વર્ઝન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા દ્વારા પટલમાં મજબૂત બને છે. પટલના ગુણધર્મો-જેમ કે સરેરાશ છિદ્ર વ્યાસ અને પટલની જાડાઈ-સ્પિનરેટના પરિમાણો, "ડોપ" (પોલિમર) અને "બોર" (દ્રાવક) દ્રાવણોનું તાપમાન અને રચના, હવાના અંતરની લંબાઈ (ડ્રાય-જેટ વેટ સ્પિનિંગ માટે), તાપમાન અને કોગ્યુલેન્ટની રચના, તેમજ મોટરયુક્ત સ્પૂલ દ્વારા ઉત્પાદિત ફાઇબર એકત્રિત કરવાની ઝડપને બદલીને સારી રીતે ટ્યુન કરી શકાય છે. સ્પિનરેટ દ્વારા પોલિમર અને દ્રાવકનું નિષ્કર્ષણ ગેસ-નિષ્કર્ષણ અથવા મીટર પંપના ઉપયોગ દ્વારા પૂર્ણ કરી શકાય છે. એચ. એફ. એમ. બનાવવા માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક પોલિમરમાં સેલ્યુલોઝ એસિટેટ, પોલિસલ્ફોન, પોલિઇથર્સલ્ફોન અને પોલિવિનાઇલાઇડિન ફ્લોરાઇડનો સમાવેશ થાય છે. લાક્ષણિકતા એચ. એફ. એમ. ના ગુણધર્મોને સામાન્ય રીતે અન્ય પ્રકારના પટલ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી સમાન તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. એચ. એફ. એમ. માટે રસના પ્રાથમિક ગુણધર્મો સરેરાશ છિદ્રોના વ્યાસ અને છિદ્રોના વિતરણ છે, જે પોરોસિમેટ્રી તરીકે ઓળખાતી તકનીક દ્વારા માપી શકાય છે, જે છિદ્રોના કદને માપવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક પ્રયોગશાળા સાધનોનું લક્ષણ છે. છિદ્રોના વ્યાસને એવાપોપોરોમેટ્રી તરીકે ઓળખાતી તકનીક દ્વારા પણ માપી શકાય છે, જેમાં પટલના છિદ્રો દ્વારા 2-પ્રોપેનોલનું બાષ્પીભવન કેલ્વિન સમીકરણ દ્વારા છિદ્રોના કદ સાથે સંબંધિત છે. એચ. એફ. એમ. માં છિદ્રોના વ્યાસના આધારે, સ્કેનીંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી અથવા ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ છિદ્રોના કદનો ગુણાત્મક પરિપ્રેક્ષ્ય મેળવવા માટે થઈ શકે છે. કાર્યક્રમો હોલો ફાઇબર પટલનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક વિભાજનમાં સર્વવ્યાપક રીતે થાય છે, ખાસ કરીને પીવાના પાણીના શુદ્ધિકરણમાં. ઔદ્યોગિક જળ ગાળકો મુખ્યત્વે અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન હોલો ફિલર પટલથી સજ્જ હોય છે. ઘરેલું જળ શુદ્ધિકરણ પ્રણાલીઓમાં માઇક્રોફિલ્ટ્રેશન હોલો ફાઇબર પટલ હોય છે. માઇક્રોફિલ્ટ્રેશનમાં 0.1 માઈક્રોમીટરનો પટલ છિદ્ર વ્યાસ જંતુઓ અને બેક્ટેરિયા, ગિયાર્ડિયા કોથળીઓ અને અન્ય આંતરડાના પરોપજીવીઓ જેવા સુક્ષ્મસજીવોને કાપી નાખે છે, તેમજ કાંપને દૂર કરે છે. અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન પટલ માત્ર બેક્ટેરિયાને જ નહીં, પણ વાયરસને પણ દૂર કરવામાં સક્ષમ છે. હોલો ફાઇબર સામાન્ય રીતે વિશિષ્ટ બાયોરિએક્ટર પ્રણાલીઓ માટે સબસ્ટ્રેટ્સનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં કેટલાક હોલો ફાઇબર કારતુસની ક્ષમતા પ્રમાણમાં ઓછા (<100 એમએલ) બાયોરિએક્ટર વોલ્યુમની અંદર અબજો એન્કોરેજ-આધારિત કોષોને કલ્ચર કરવાની હોય છે. હોલો ફાઇબરનો ઉપયોગ કેન્સર સંશોધનમાં દવાની અસરકારકતા પરીક્ષણ માટે પરંપરાગત, પરંતુ વધુ ખર્ચાળ, ઝેનોગ્રાફ્ટ મોડેલના વિકલ્પ તરીકે થઈ શકે છે. એક્સ્ટ્રાકોર્પોરિયલ મેમ્બ્રેન ઓક્સિજનેશનમાં મેમ્બ્રેન ઓક્સિજનેટરમાં હોલો ફાઇબર મેમ્બ્રેનનો ઉપયોગ થાય છે, જે ગંભીર રીતે બીમાર દર્દીઓમાં ફેફસાના સ્થાને લોહીને ઓક્સિજન આપે છે. આ પણ જુઓ કૃત્રિમ પોલિમરની પટલ સૂચિ રિવર્સ ઓસ્મોસિસ નેનોફિલ્ટ્રેશન અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન માઇક્રોફિલ્ટ્રેશન સંદર્ભો પોલિમર રસાયણશાસ્ત્ર પટલ ટેકનોલોજી