近年來水資源不足已成為全球性的迫切危機，以薄膜技術為基礎的分離純化程序中，因成本優勢逐漸被開發且廣為應用。薄膜過濾分離實驗室的研究著重在化工分離技術領域，研究重點分為兩個部分，一是薄膜過濾與輸送機制的基礎研究、另一是過濾模組之設計與開發。在薄膜過濾與輸送機制的基礎研究方面，著重以粉粒體科學與流體力學為基礎，以微觀的方式解析過濾機制與薄膜結垢問題，並佐以實驗驗證理論模擬之結果。在過濾模組之設計與開發方面，由於涉及到多種不同尺度的模擬與分析，因此以計算流體力學(computational fluid dynamics)與多尺度耦合(multi-scale coupling)等分析技巧，探討模組內多相流物質之輸送機制，以搭配實驗結果，取得關鍵物理參數，以提供幾何結構的最適化設計以及模組技術的可行性分析，並可茲探討相關設備規格要求。依循這個研究主軸，研究主題主要有三項如下：
1. 過濾機制解析
過濾從古至今跟著文類文明而演進，雖然是一項古老的操作，但仍然在工業生產程序中扮演重要的角色，在近年來突飛猛進的電子製造工業、生物技術等領域更為重要。本研究針對微細粒子、生物微胞、以及多醣體等難濾懸浮液，探討其在各種過濾模組之分離機制與尋求提升效率的方法，配合電腦輔助模擬軟體進行流場與粒子的作用力分析，探討粒子的附著機率，並推算濾餅中之粒徑分佈，提出膜面上之粒子附著機制。此研究成果可延伸應用於動態過濾開發與海水淡化等程序。
2. 薄膜結垢分析
在過濾過程中，薄膜結垢一直是無法避免的現象，使得許多學者致力於預防濾餅的成長與清除濾餅的堆積。本研究探討薄膜表面形態及過濾壓差對濾速的影響，搭配實驗之SEM圖，可以瞭解薄膜表面形態對粒子附著的影響，發展薄膜結垢之鑑定方法，評估薄膜之阻塞模式與過濾阻力之個別差異，分析不同薄膜對微過濾中粒子結垢之影響，並建立薄膜阻塞與力分析經驗方程式，此研究成果可提供過濾薄膜選擇的參考。
3. 過濾模組開發
隨著生物技術、精密陶瓷、材料科學及電子工業等高科技產業之快速發展，在精密製程上對產品純度之要求亦大為提昇，因此各種過濾裝置並被研發、改良及廣泛使用。此研究配合電腦輔助模擬軟體，全面性解析濾室內部之流態及濾材表面上之剪力分佈，探討操作轉速與幾何結構對過濾性能之影響，並設計出最佳的過濾模組，以提高分離效率和降低成本，進行綜合性評估，此研究成果可延伸應用於化學製藥工業、汙水處理整治、海水純化系統等許多工業領域。