Enige geschiedenis over membranen

De oorsprong van de hedendaagse membraantechnologie is al zo’n 250 jaar geleden gelegd. In 1748 ontdekte de Fransman Jean-Antoine Nollet iets opmerkelijks, toen hij een fles tot de rand toe vulde met wijn, deze afsloot met een varkensblaas en onderdompelde in een vat water om te voorkomen dat lucht zou binnendringen. Wat gebeurde er? De blaas bleek – net zoals de meeste biologische membranen – selectief doorlaatbaar voor water, en dat stroomde vanuit het vat – een plaats met hoge waterconcentratie – in de fles met lage waterconcentratie. Uiteindelijk was de waterdruk binnen in de fles zo hoog geworden dat de blaas opbolde en barstte. Nollet was wellicht de eerste persoon die een relatie legde tussen enerzijds een wand die selectief doorlaatbaar is voor water, en anderzijds de osmotische druk die zorgde voor de opbolling. In latere jaren bleken er meer natuurlijke materialen te zijn met een selectieve doorlaatbaarheid voor een bepaald gas of vloeistof. Zo ontdekte de Engelsman Thomas Graham in 1866 dat de mate van doordringbaarheid van rubber voor verschillende gassen verschillend was.

De eerste membranen verschenen aan het begin van de twintigste eeuw. En de Nederlander Willem Kolff ontwikkelde in de jaren ’40 van de vorige eeuw het eerste succesvolle membraan voor de dialyse van bloed, op basis van cellofaan. Dit was de start van de grootschalige toepassing van membranen in de medische wereld. Nauwelijks twintig jaar later kwam het gebruik van membranen in een stroomversnelling met nieuwe ontwikkelingen in de polymeerchemie die zorgden voor nieuwe synthetische membraanmaterialen. Een mijlpaal hierbij was de ontwikkeling van een membraan van cellulose-acetaat dat selectief zouten tegenhield en water doorliet, goed geschikt voor het ontzilten van zeewater.

Naast membranen op basis van polymeren hebben keramische materialen zich ook mogen verheugen in een behoorlijk grote aandacht. Van oorsprong ontwikkeld voor uraniumverrijking via UF6-gasdiffusie, vinden ze vooral hun toepassing onder extreme omstandigheden (hoge druk, temperatuur, mechanische belasting) waaronder polymere membranen eerder het loodje leggen.