Исследователи из Южной Кореи и США показали, что пористая полиакрилонитрильная мембрана способна разделять сырую нефть при комнатной температуре. Статью группы KAIST и Georgia Tech опубликовал журнал Nature 24 июня 2026 года, а 5 ноября об исследовании сообщил KAIST через ScienceDaily.

Мембрана не имела специального покрытия, которое отбирало бы одни молекулы и задерживало другие. Во время работы тяжёлые углеводороды оседали на стенках исходных поверхностных пор диаметром около 15 нм и сужали их до менее чем 2 нм. После стабилизации отложений мембрана сохраняла избирательность в течение четырёх недель: более лёгкие фракции, в том числе нафта и керосин, преимущественно проходили в фильтрат, а тяжёлые соединения задерживались.

Почему «засорение» здесь стало частью фильтра

Обычное загрязнение мембраны беспорядочно перекрывает проходы и снижает производительность. В этом случае отложения работали иначе. Авторы обнаружили, что в порах избирательно накапливались н-алканы. Их слой постепенно уменьшал размер каналов, пока не сформировался устойчивый режим. Такое поведение исследователи называют самозатухающим сужением пор: после образования слоя дальнейшие изменения замедляются, а мембрана продолжает пропускать одни компоненты лучше других.

Представим сито, отверстия которого сначала слишком велики для точного разделения смеси. Если на стенках равномерно закрепится тонкий слой материала, отверстия уменьшатся и начнут пропускать только частицы подходящего размера. Это условная аналогия, а не отдельный эксперимент исследователей. Она показывает и границу результата: полезным оказалось конкретное сочетание состава отложений и степени сужения пор, а не любое загрязнение.

В испытаниях с тангенциальным потоком проницаемость мембраны достигала 0,591 ± 0,040 л·м⁻²·ч⁻¹·бар⁻¹. По данным авторов, это более чем в 23 раза выше прежнего ориентира для мембран, предназначенных для разделения сырой нефти. При этом доступный фрагмент статьи не раскрывает весь экспериментальный протокол, а стабильность в течение четырёх недель ещё не доказывает надёжность мембраны при многолетней промышленной эксплуатации.

Сейчас нефть обычно разделяют перегонкой, для которой сырьё нагревают. Моделирование авторов показало, что предварительная фракционизация через мембрану могла бы снизить энергопотребление на 31,6%, расход охлаждающей воды на 20,7%, а выбросы CO₂ на 37,6% по сравнению с атмосферной перегонкой. Это расчётные показатели, а не результаты испытаний на действующем нефтеперерабатывающем заводе.

Подробности исследования опубликованы в статье Nature; подготовку научных статей по техническим темам обычно строят вокруг точного разделения результатов эксперимента и расчётных прогнозов.

Схема показывает последовательность сужения пор полиакрилонитрильной мембраны отложениями тяжёлых углеводородов и разделения фракций сырой нефти.

Фото: Jakub Pabis / Pexels