Razlog zašto spiralno namotane membrane održavaju visoku učinkovitost i stabilnost u brojnim scenarijima odvajanja leži u osnovi u njihovoj znanstvenoj funkcionalnoj osnovi-selektivnoj propusnosti kao jezgri, u kombinaciji s jedinstvenom spiralnom strukturom i dizajnom dinamike fluida, čime se postiže učinkovito odvajanje i kontrola procesa.
Ova funkcionalna osnova prije svega je izgrađena na mehanizmu odvajanja membrane. Na temelju razlika u veličini pora i površinskih kemijskih svojstava, spiralno namotane membrane mogu prosijati ili otopiti-difuzijom odvojene komponente u otopini. Na primjer, membrane za reverznu osmozu, koje se oslanjaju na izuzetno male veličine pora i gust sloj kože, propuštaju samo molekule vode pod pritiskom, dok zadržavaju ione i većinu otopljenih tvari; nanofiltracijske membrane imaju nešto veće veličine pora, selektivno propuštajući jednovalentne ione dok zadržavaju dvovalentne i više{3}}valentne ione i organsku tvar; ultrafiltracijske i mikrofiltracijske membrane uglavnom se oslanjaju na fizičko prosijavanje za uklanjanje koloida, bakterija i suspendiranih čestica. Površinski naboj i hidrofilnost/hidrofobnost materijala membrane dodatno utječu na karakteristike zadržavanja različitih komponenti, omogućujući različite primjene.
Drugo, strukturni dizajn spiralno namotanih membrana osigurava realizaciju njihovih funkcija. Membranski sloj i mrežica za-vođenje protoka naizmjenično su raspoređeni i namotani duž središnje cijevi, uzrokujući da tekućina za napajanje opetovano dolazi u kontakt s površinom membrane na-način križnog protoka pod pritiskom. Permeat prodire kroz membranu u otvore mreže i teče u središnju cijev, dok se koncentrat ispušta aksijalno duž mreže. Ovaj kontinuirani obrazac unakrsnog-toka, u kombinaciji s mikro-turbulencijom koju stvara mreža, učinkovito potiskuje koncentracijsku polarizaciju i taloženje onečišćenja, održavajući dugoročnu-stabilnost protoka membrane i učinkovitost odvajanja. Potporni sloj osigurava mehaničko pojačanje, sprječava deformaciju membrane pod pritiskom i osigurava ravnomjerno naprezanje i cjelovitost na površini membrane.
Nadalje, precizna kontrola procesa namotavanja ključni je aspekt njegovog funkcionalnog temelja. Poroznost mreže, napetost namotaja i brtvljenje komponente moraju odgovarati učinku membrane; svako odstupanje može dovesti do neravnomjernog protoka ili curenja, što utječe na točnost odvajanja i vijek trajanja.
Stoga, funkcionalni temelj spiralno namotanih membrana leži u organskoj integraciji mehanizma odvajanja, strukturnog dizajna i procesa proizvodnje. Ova tri elementa rade zajedno kako bi osigurali učinkovit i pouzdan rad u složenim uvjetima, postavljajući tehnološke temelje za sve -šireća područja primjene.
