Una nueva investigación muestra que el grafeno puede filtrar las sales comunes del agua para que sea seguro para beber, los hallazgos podrían llevar a una tecnología de desalinización asequible.

Las membranas de óxido de grafeno han atraído una atención considerable como candidatos prometedores para nuevas tecnologías de filtración. Ahora se ha logrado el muy buscado desarrollo de hacer membranas capaces de tamizar sales comunes.

Una nueva investigación demuestra el potencial del mundo real de proporcionar agua potable limpia a millones de personas que luchan por acceder a fuentes de agua limpia adecuadas.

Los nuevos hallazgos de un grupo de científicos de la Universidad de Manchester se publicaron hoy en la revista Nature Nanotechnology. Anteriormente, las membranas de óxido de grafeno han mostrado un gran potencial para la separación de gases y la filtración de agua.

Las membranas de óxido de grafeno desarrolladas en el Instituto Nacional del Grafeno ya han demostrado el potencial de filtrar pequeñas nanopartículas, moléculas orgánicas e incluso sales grandes. Hasta ahora, sin embargo, no podían usarse para tamizar sales comunes usadas en tecnologías de desalinización, que requieren tamices aún más pequeños.

Investigaciones anteriores en la Universidad de Manchester encontraron que si se sumergen en agua, las membranas de óxido de grafeno se inflaman ligeramente y las sales más pequeñas fluyen a través de la membrana junto con el agua, pero los iones o moléculas más grandes se bloquean.

El grupo con sede en Manchester ahora ha desarrollado aún más estas membranas de grafeno y encontró una estrategia para evitar la inflamación de la membrana cuando se expone al agua. El tamaño de los poros en la membrana se puede controlar con precisión, lo que puede eliminar las sales comunes del agua salada y hacer que sea seguro para beber.

«La realización de membranas escalables con un tamaño de poro uniforme hasta una escala atómica es un importante paso adelante y abrirá nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia de la tecnología de desalinización. Profesor Rahul Raveendran Nair»

A medida que los efectos del cambio climático continúan reduciendo los suministros de agua de las ciudades modernas, los países ricos y modernos también están invirtiendo en tecnologías de desalinización. Tras las severas inundaciones en California, las principales ciudades ricas también están buscando cada vez más soluciones alternativas de agua.

Cuando las sales comunes se disuelven en agua, siempre forman una «capa» de moléculas de agua alrededor de las moléculas de sales. Esto permite que los diminutos capilares de las membranas de óxido de grafeno impidan que la sal fluya junto con el agua. Las moléculas de agua pueden pasar a través de la barrera de la membrana y fluyen de forma anómalamente rápida, lo que es ideal para la aplicación de estas membranas para la desalinización.

El profesor Rahul Nair , de la Universidad de Manchester, dijo: “La realización de membranas escalables con un tamaño de poro uniforme hasta la escala atómica es un importante paso adelante y abrirá nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia de la tecnología de desalinización.

“Este es el primer experimento claro en este régimen. También demostramos que hay posibilidades realistas para ampliar el enfoque descrito y producir en masa membranas basadas en grafeno con tamaños de tamices requeridos«.

El Sr. Jijo Abraham y el Dr. Vasu Siddeswara Kalangi fueron los autores principales del artículo de investigación: «Las membranas desarrolladas no solo son útiles para la desalinización, sino que la capacidad de ajuste a escala atómica del tamaño de poro también abre una nueva oportunidad para fabricar membranas con «Demanda de filtración capaz de filtrar los iones de acuerdo a sus tamaños», dijo el Sr. Abraham.

Para 2025, la ONU espera que el 14% de la población mundial se encuentre con escasez de agua. Esta tecnología tiene el potencial de revolucionar la filtración de agua en todo el mundo, en particular en países que no pueden costear plantas de desalinización a gran escala.

Se espera que los sistemas de membrana de óxido de grafeno puedan construirse a escalas más pequeñas, lo que hace que esta tecnología sea accesible para los países que no cuentan con la infraestructura financiera para financiar grandes plantas sin comprometer el rendimiento del agua dulce producida.

Materiales avanzados

Los materiales avanzados son una de las balizas de investigación de la Universidad de Manchester : ejemplos de descubrimientos pioneros, colaboración interdisciplinaria y asociaciones intersectoriales que abordan algunas de las preguntas más importantes que enfrenta el planeta. #ResearchBeacons

Via: https://www.manchester.ac.uk/