Hollow fiber membrane
खोखले फाइबर झिल्ली (एच. एफ. एम.) कृत्रिम झिल्ली का एक वर्ग है जिसमें खोखले फाइबर के रूप में एक अर्ध-पारगम्य बाधा होती है। मूल रूप से 1960 के दशक में रिवर्स ऑस्मोसिस अनुप्रयोगों के लिए विकसित, खोखले फाइबर झिल्ली तब से जल उपचार, विलवणीकरण, कोशिका संवर्धन, चिकित्सा और ऊतक इंजीनियरिंग में प्रचलित हो गए हैं। अधिकांश वाणिज्यिक खोखले फाइबर झिल्ली को कारतुस में पैक किया जाता है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के तरल और गैसीय पृथक्करण के लिए किया जा सकता है। एच. एफ. एम. का निर्माण आमतौर पर कृत्रिम पॉलिमर का उपयोग करके किया जाता है। इसमें शामिल विशिष्ट उत्पादन विधियाँ उपयोग किए जाने वाले बहुलक के प्रकार के साथ-साथ इसके आणविक भार पर बहुत अधिक निर्भर हैं। एच. एफ. एम. उत्पादन, जिसे आमतौर पर "कताई" के रूप में जाना जाता है, को चार सामान्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता हैः पिघला हुआ कताई, जिसमें एक थर्मोप्लास्टिक बहुलक को पिघलाया जाता है और एक स्पिनरेट के माध्यम से हवा में निकाला जाता है और बाद में ठंडा किया जाता है। ड्राई स्पिनिंग, जिसमें एक बहुलक को एक उपयुक्त विलायक में भंग किया जाता है और एक स्पिनरेट के माध्यम से हवा में बाहर निकाला जाता है। ड्राई-जेट वेट स्पिनिंग, जिसमें एक बहुलक को एक उपयुक्त विलायक में भंग किया जाता है और हवा और बाद में जमावट (आमतौर पर पानी) में निकाला जाता है। गीली कताई, जिसमें एक बहुलक को भंग किया जाता है और सीधे एक जमावट (आमतौर पर पानी) में निकाला जाता है। इनमें से प्रत्येक विधि के लिए एक स्पिनरेट का उपयोग आम है, एक उपकरण जिसमें एक सुई होती है जिसके माध्यम से विलायक को बाहर निकाला जाता है और एक वलयाकार जिसके माध्यम से एक बहुलक समाधान को बाहर निकाला जाता है। चूंकि पॉलिमर को स्पिनरेट के कुंडल के माध्यम से बाहर निकाला जाता है, इसलिए यह एक खोखले बेलनाकार आकार को बरकरार रखता है। जैसे ही बहुलक स्पिनरेट से बाहर निकलता है, यह एक प्रक्रिया के माध्यम से एक झिल्ली में ठोस हो जाता है जिसे चरण व्युत्क्रम के रूप में जाना जाता है। झिल्ली के गुण-जैसे कि औसत छिद्र व्यास और झिल्ली की मोटाई-को स्पिनरेट के आयामों, "डोप" (बहुलक) और "बोर" (विलायक) समाधानों के तापमान और संरचना, हवा के अंतराल की लंबाई (शुष्क-जेट गीले कताई के लिए), जमावट का तापमान और संरचना, साथ ही साथ उस गति को बदलकर बारीकी से ट्यून किया जा सकता है जिस पर उत्पादित फाइबर को एक मोटर चालित स्पूल द्वारा एकत्र किया जाता है। स्पिनरेट के माध्यम से बहुलक और विलायक का निष्कर्षण या तो गैस-निष्कर्षण या मीटर वाले पंप के उपयोग के माध्यम से किया जा सकता है। एच. एफ. एम. के निर्माण के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कुछ पॉलिमरों में सेल्युलोज एसीटेट, पॉलीसल्फोन, पॉलीइथर्सल्फोन और पॉलीविनाइलाइडीन फ्लोराइड शामिल हैं। विशेषता एच. एफ. एम. के गुणों को अन्य प्रकार की झिल्ली के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली तकनीकों का उपयोग करके चिह्नित किया जा सकता है। एच. एफ. एम. के लिए रुचि के प्राथमिक गुण औसत छिद्र व्यास और छिद्र वितरण हैं, जिन्हें पोरोसिमेट्री के रूप में जानी जाने वाली तकनीक के माध्यम से मापा जा सकता है, जो छिद्र के आकार को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले कई प्रयोगशाला उपकरणों की एक विशेषता है। छिद्र व्यास को एवापोपोरोमेट्री नामक तकनीक के माध्यम से भी मापा जा सकता है, जिसमें एक झिल्ली के छिद्रों के माध्यम से 2-प्रोपेनॉल का वाष्पीकरण केल्विन समीकरण के माध्यम से छिद्र-आकार से संबंधित होता है। एच. एफ. एम. में छिद्रों के व्यास के आधार पर, छिद्र आकार का गुणात्मक परिप्रेक्ष्य प्राप्त करने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी या संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया जा सकता है। अनुप्रयोग खोखले फाइबर झिल्ली का उपयोग सर्वव्यापी रूप से औद्योगिक पृथक्करण में किया जाता है, विशेष रूप से पीने के पानी के निस्पंदन में। औद्योगिक जल फिल्टर मुख्य रूप से अल्ट्राफिल्ट्रेशन खोखले फिलर झिल्ली से लैस होते हैं। घरेलू जल निस्पंदन प्रणालियों में सूक्ष्म निस्पंदन खोखले फाइबर झिल्ली होते हैं। सूक्ष्म निस्पंदन में 0.1 माइक्रोमीटर का एक झिल्ली छिद्र व्यास कीटाणु और बैक्टीरिया, गियार्डिया सिस्ट और अन्य आंतों के परजीवी जैसे सूक्ष्मजीवों को काटता है, साथ ही साथ तलछट को भी हटा देता है। अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली न केवल बैक्टीरिया, बल्कि वायरस को भी हटाने में सक्षम हैं। खोखले फाइबर आमतौर पर विशेष बायोरिएक्टर प्रणालियों के लिए उपयोग किए जाने वाले सब्सट्रेट होते हैं, जिसमें कुछ खोखले फाइबर कार्ट्रिज की क्षमता अपेक्षाकृत कम (<100 एमएल) बायोरिएक्टर मात्रा के भीतर अरबों एंकरेज-निर्भर कोशिकाओं को कल्चर करने की होती है। खोखले रेशों का उपयोग कैंसर अनुसंधान में दवा प्रभावकारिता परीक्षण के लिए किया जा सकता है, पारंपरिक, लेकिन अधिक महंगे, ज़ेनोग्राफ्ट मॉडल के विकल्प के रूप में। खोखले फाइबर झिल्ली का उपयोग एक्स्ट्राकॉर्पोरियल झिल्ली ऑक्सीजनेशन में झिल्ली ऑक्सीजनेटर में किया जाता है जो गंभीर रूप से बीमार रोगियों में फेफड़ों की जगह रक्त को ऑक्सीजनेट करता है। सिंथेटिक पॉलिमर की झिल्ली सूची भी देखें रिवर्स ऑस्मोसिस नैनोफिल्ट्रेशन अल्ट्राफिल्ट्रेशन माइक्रोफिल्ट्रेशन संदर्भ पॉलिमर रसायन विज्ञान झिल्ली प्रौद्योगिकी