دلیل اینکه غشاهای زخم مارپیچی کارایی و پایداری بالایی را در سناریوهای جداسازی متعدد حفظ میکنند اساساً در مبنای عملکرد علمی{0}}نفوذپذیری انتخابی آنها به عنوان هسته، همراه با ساختار مارپیچی منحصر به فرد و طراحی دینامیک سیال، دستیابی به جداسازی کارآمد و کنترل فرآیند نهفته است.
این اساس عملکردی در درجه اول بر اساس مکانیسم جداسازی غشا ساخته شده است. بر اساس تفاوت در اندازه منافذ و خواص شیمیایی سطح، غشاهای زخم مارپیچی می توانند اجزای مجزا را در محلول الک یا حل کنند. به عنوان مثال، غشاهای اسمز معکوس، با تکیه بر اندازه منافذ بسیار کوچک و یک لایه پوستی متراکم، تنها به مولکول های آب اجازه می دهند که تحت فشار عبور کنند، در حالی که یون ها و اکثر املاح را حفظ می کنند. غشاهای نانوفیلتراسیون دارای اندازه منافذ کمی بزرگتر هستند و به طور انتخابی به یونهای تک ظرفیتی اجازه عبور میدهند و در عین حال یونهای دو ظرفیتی و بالاتر و مواد آلی را حفظ میکنند. غشاهای اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون عمدتاً به الک فیزیکی برای حذف کلوئیدها، باکتری ها و ذرات معلق متکی هستند. بار سطحی و آب دوستی/آب گریز بودن مواد غشایی بر ویژگی های نگهداری اجزای مختلف تأثیر می گذارد و کاربردهای متنوعی را ممکن می سازد.
ثانیاً، طراحی ساختاری غشاهای زخم مارپیچی تحقق عملکرد آنها را تضمین می کند. لایه غشا و شبکه هدایت کننده جریان به طور متناوب مرتب شده و در امتداد لوله مرکزی پیچیده شده اند و باعث می شود که مایع تغذیه بارها و بارها با سطح غشاء به صورت متقاطع تحت فشار تماس پیدا کند. تراوش از طریق غشاء به شکاف های مش نفوذ می کند و به لوله مرکزی جریان می یابد، در حالی که کنسانتره به صورت محوری در امتداد مش تخلیه می شود. این الگوی جریان متقاطع پیوسته، همراه با ریز-تلاطم تولید شده توسط مش، به طور موثر قطبش غلظت و رسوب آلاینده را سرکوب میکند و پایداری طولانیمدت شار غشاء و راندمان جداسازی را حفظ میکند. لایه پشتیبان تقویت مکانیکی را فراهم می کند، از تغییر شکل غشاء تحت فشار جلوگیری می کند و تنش و یکپارچگی یکنواخت را بر روی سطح غشا تضمین می کند.
علاوه بر این، کنترل دقیق فرآیند سیم پیچی یک جنبه حیاتی از شالوده عملکردی آن است. تخلخل مش، کشش سیم پیچ و آب بندی اجزا باید با عملکرد غشا مطابقت داشته باشد. هر گونه انحراف می تواند منجر به جریان یا نشتی ناهموار شود، بنابراین بر دقت جداسازی و عمر مفید تأثیر می گذارد.
بنابراین، شالوده عملکردی غشاهای زخم مارپیچی در ادغام ارگانیک مکانیسم جداسازی، طراحی ساختاری و فرآیند ساخت نهفته است. این سه عنصر با هم کار می کنند تا از عملکرد کارآمد و قابل اعتماد در شرایط پیچیده اطمینان حاصل کنند و پایه ای فناورانه برای حوزه های کاربردی در حال گسترش- آن ایجاد کنند.
