NTU-spin-off opnår gennembrud med innovative multifunktionsmembraner

En ung startup ved Nanyang Technological University (NTU) har udviklet en første af sin slags multifunktionsvandfiltreringsmembran. Med sine forventede omkostningsbesparelser og overlegne ydeevne, den nye opfindelse har potentialet til at gøre nuværende membraner i vandindustrien forældede.

Denne fremstillede NTU-membran holder dobbelt så længe sammenlignet med konventionelle membraner, er meget modstandsdygtig over for brud, og har antibakterielle og anti-biobegroningsegenskaber. En anden banebrydende egenskab – den giver mulighed for en hidtil uset strømningshastighed på mindst ti gange hurtigere end nuværende vandfiltreringsmembraner.

Udviklet af NTU start-up Nano Sun, i centrum af denne banebrydende multifunktionsmembran er en patenteret titaniumdioxid nanoteknologi. Titaniumdioxid-nanopartikler er bevist at dræbe bakterier og nedbryde organiske forbindelser i spildevand ved hjælp af sollys eller ultraviolette (UV) stråler.

Opfundet af lektor Darren Sun, fra NTU's Skole for Byggeri og Miljø, opstarten er medstiftet af adjungeret professor Wong Ann Chai fra NTU's Nanyang Business School, tidligere investeringsbankmand fra DBS Bank og Normura Singapore.

På trods af at Nano Sun kun er to år gammel, det har en værdiansættelse på S$80 millioner, på grund af industriens erkendelse af det enorme potentiale i den nye teknologi, der kan være med til at løse nogle af de mest kritiske problemer, som vandindustrien står over for.

"Når flere af verdens befolkning flytter ind i byer og genererer mere spildevand, der er et reelt behov for omkostningseffektiv teknologi. Traditionelle polymerbaserede vandfiltreringsmembraner står over for problemer som tilsmudsning og høj brud, mens udviklingslandene med høj industriproduktion genererer spildevand, som er stadig sværere at behandle."

"Hvad verden har brug for - og hvad vi har udviklet - er en banebrydende teknologi, som hurtigt kan omdanne store mængder forurenet eller ubehandlet vand til drikkevand, sikkert og til en brøkdel af prisen, " sagde prof Sun, der har udviklet forskellige systemer, der bruges i vandbehandlingsanlæg over hele verden, og er Shimizu-gæsteprofessor ved Stanford University i USA.

Løsning af problemer, som vandindustrien står over for

Biobegroning og organiske forbindelser er et stort problem for den globale vandindustri på 200 milliarder dollars, da traditionelle polymerbaserede vandfiltreringsmembraner har en tendens til at tilstoppe med det, de har filtreret fra.

Med de nye Nano Suns membraner, biofouling reduceres kraftigt, da organisk materiale og bakterier dræbes og ødelægges, når de kommer i kontakt med membranerne.

Ethvert organisk materiale, der ikke nedbrydes, kan også hurtigt brændes ved at sætte membranen i en ovn opvarmet til 700 grader Celsius, da det er i stand til at modstå høj varme i modsætning til traditionelle polymermembraner.

Industriens interesser

Medstifter og administrerende direktør for Nano Sun, Adjunkt Prof Wong, sagde, at applikationerne og implikationerne for deres nye teknologi er vidtspændende.

"Udover vores evner til at forbedre spildevandsrensnings- og afsaltningsanlæg, multinationale virksomheder i fødevare- og drikkevareindustrien har også udtrykt interesse for at bruge vores teknologier i deres produktionsprocesser, " sagde adjungeret prof Wong, der underviser i økonomi på NTU.

"Omfanget af vores membraner er vidtspændende og til gavn for virksomheder inden for kemikalier, fødevare- og biomedicinske industrier, " tilføjede.

Adskillige vandkontorer i regionen og multinationale selskaber (MNC'er) har allerede vist interesse for NTU-opfindelsen, som nu er klar til salg på markedet.

Nano Sun har for nylig underskrevet aftaler med PT Pelaksana Jaya Mulia, en stor indonesisk virksomhed, at give 10, 000 kubikmeter rent vand om dagen. I Kina, Nano Sun arbejder sammen med en industriel papirfabrik i Guangzhou for at optimere deres spildevandsbehandlingsprocesser, hvilket vil føre til besparelser på S$3 millioner over de næste fem år.

Lokalt, Nano Sun er i diskussion med lokale vandkontorer og virksomheder, som ejer og driver storstilede energieffektive integrerede kraft- og vandgenvindingsanlæg for at teste deres innovative teknologier.

Teknologi med et hjerte

Nano Sun investerer også massivt for at miniaturisere membranerne til mere handy produkter, som kan bruges til husholdningsbehov såvel som humanitær bistand og katastrofehjælp, sagde adjungeret prof Wong, som også er en alumni fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA.

"Lad os ikke glemme vores hjerter. Bortset fra husholdningsfiltre, vi arbejder også på at udvikle en lavpris vandrensningsvandflaske, til brug i udviklingslande og til katastrofehjælp, " han tilføjede.

Startup'et arbejder nu på at opskalere sin produktion af membraner fra 7 meter om dagen til 100 meter om dagen. Det har også til formål at udforske andre produktmuligheder såsom luftfiltrering, desinfektion (bandager) og solcelleindustrien.

For eksempel, Nano Suns nye nanoteknologi har vist sig at kunne:

• generere brint (et rent brændstof) under behandling af spildevand;
• erstatte plastik i bandager som et antibakterielt materiale;
• arbejde som et effektivt N95 luftfilter; og
• fungere som basismateriale til en lavpris solcelle med høj effektivitet.

Nano Sun inkuberes af NTUitive, et helt eget datterselskab af NTU, som støtter opstart af fakulteter og studerende ved at give mentorrådgivning og adgang til forskellige finansieringskilder.