將原油轉化為汽油、柴油等日常燃料需要消耗大量能源。事實上，此過程約佔全球二氧化碳排放量的6%。大部分能源用於加熱原油，根據沸點分離其成分。如今，麻省理工學院的工程師們取得了一項令人興奮的突破，發明了一種可能改變現狀的新型薄膜。這種創新薄膜無需加熱，而是根據分子大小過濾原油成分，從而實現原油分離。

「這是一種全新的分離過程構想。與其透過煮沸混合物來淨化它們，為什麼不根據形狀和大小來分離成分呢？關鍵的創新在於，我們開發的過濾器可以在原子尺度上分離非常小的分子，」參與這項研究的麻省理工學院化學工程副教授史密斯(Zachary P. Smith) 說道。

這種新型過濾膜能夠有效率地從油中分離重組分和輕組分，並且能夠抵抗其他類型油分離膜容易出現的膨脹現象。該膜是一種薄膜，其製造技術已廣泛應用於工業生產，因此有望實現規模化生產並廣泛應用。

Taehoon Lee 曾是麻省理工學院的博士後，現在是韓國成均館大學的助理教授，他是這篇論文的主要作者，該論文發表在今天的《科學》雜誌上。

傳統的熱驅動原油分餾製程約佔全球能源消耗的1%，據估計，使用薄膜分離原油可減少約90%的能源需求。為了實現這一目標，分離膜需要能夠讓碳氫化合物快速通過，並選擇性地過濾不同大小的化合物。

到目前為止，開發碳氫化合物過濾膜的大部分努力都集中在固有微孔聚合物（PIM）上，其中包括一種名為PIM-1的聚合物。雖然這種多孔材料能夠快速輸送碳氫化合物，但它往往會在有機化合物穿過膜時過度吸收它們，導致膜膨脹，從而削弱其尺寸篩選能力。

為了找到更好的替代方案，麻省理工學院的研究團隊決定嘗試修改用於逆滲透海水淡化的聚合物。自1970年代應用以來，逆滲透膜已將海水淡化的能耗降低了約90%，這是一個非凡的工業成功案例。

最常用的海水淡化膜是聚醯胺膜，其製造方法稱為界面聚合。在此過程中，水和己烷等有機溶劑的界面上會形成一層薄薄的聚合物薄膜。水和己烷通常不會混合，但在它們的界面上，溶解在其中的少量化合物可以相互反應。

研究人員表示，如果適用於工業用途，一系列過濾器可用於在每一步產生更高濃度的所需產品。

「可以想像，有了這樣的膜，你就可以擁有一個替代原油分餾塔的初始階段。你可以分離重分子和輕分子，然後你可以使用不同的膜進行級聯淨化複雜的混合物，以分離出你需要的化學物質，」史密斯說。

界面聚合已經廣泛用於製造海水淡化膜，研究人員相信可以採用這些製程來大規模生產他們在本研究中設計的薄膜。

Lee說道「界面聚合的主要優勢在於它已經是一種成熟的製備水淨化膜的方法，因此你可以想像將這些化學方法應用到現有規模的生產線中。」