Nu worden moleculen in aardolie nog ‛gefractioneerd’ in destillatiekolommen. Volgens Science gaat daaraan in de VS bijna 1% van het totale landelijke energieverbruik op. Poreuze membranen liggen voor de hand als alternatief: als je niet sorteert op kookpunt maar op grootte, vorm of polariteit, hoef je je olie ook niet aan de kook te brengen. Maar voor zulke grootschalige scheidingen lijken alleen relatief goedkope kunststof membranen enig perspectief te bieden. En kunststoffen kunnen slecht tegen aardolie, in wezen een mix van organische oplosmiddelen. Op zijn minst gaan ze ‛zwellen’, waardoor de poriediameter verandert.

Georgia Tech-promovendi Kirstie Thompson en Ronita Mathias vonden er iets op. Hun uitgangspunt is een spirobifluoreenstructuur die eerder is gebruikt voor gasscheidingsmembranen. Spirobifluorenen kun je tot ketens rijgen met korte organische koppelstukjes. Dat levert een intrinsiek microporeus materiaal op: kleine moleculen glippen tussen de opgestapelde ketens door.

Zwellen doet dit ook maar volgens Thompson en Mathias kun je de vervorming beperken door de koppelstukjes enigszins flexibel te maken. Ze probeerden er vier, telkens bestaande uit één of twee aromaatringen met een aminegroep aan beide uiteinden. Het spirobifluoreen krijgt twee broomkernen mee, en palladiumgekatalyseerde Buchwald-Hartwig-aminering vormt de ketens.

Van het resulterende spirobifluoreenaryldiamine (SBAD) kun je eenvoudig dunne films gieten. De auteurs probeerden die uit op Ultem-polyetherimide als drager. Daarmee konden ze uit een lichte kwaliteit schalie-olie iets afscheiden dat aan nafta deed denken. En, heel belangrijk, de membranen hielden het minstens twee maanden uit.

Om raffinaderijtje te kunnen spelen, zul je moeten experimenteren met de samenstelling van je SBAD’s. De auteurs vermoeden dat naast de poriediameter ook fysisch/chemische interactie tussen de ketens en de passerende moleculen een belangrijke rol speelt. Opschalen zou simpel moeten zijn: waterontziltingsinstallaties werken immers met vergelijkbare materialen.

_{Thompson, K.A. et al. (2020) Science 368(6501)}