Científicos de la Universidad de Manchester han logrado el muy buscado desarrollo de hacer membranas de grafeno capaces de filtrar sales comunes.
La nueva investigación demuestra el potencial real de proporcionar agua potable a millones de personas que luchan por acceder a fuentes adecuadas de agua limpia.
Los nuevos hallazgos, realizados por un grupo de científicos de la Universidad de Manchester, en Reino Unido, se detallan este lunes en un artículo publicado en la revista ‘Nature Nanotechnology’. Anteriormente, las membranas de óxido de grafeno han mostrado un potencial interesante para la separación de gases y la filtración de agua.
Las membranas de óxido de grafeno desarrolladas en el Instituto Nacional de Grafeno ya han demostrado el potencial de filtrar pequeñas nanopartículas, moléculas orgánicas e, incluso, sales grandes. Sin embargo, hasta ahora no podían utilizarse para tamizar sales comunes empleadas en tecnologías de desalinización, que requieren tamices aún más pequeños.
Investigaciones anteriores en la Universidad de Manchester encontraron que, si se sumergen en el agua, las membranas de óxido de grafeno se inflan 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 ha desarrollado ahora estas membranas de grafeno y ha encontrado una estrategia para evitar la hinchazón de la membrana cuando se expone al agua. El tamaño del poro en la membrana puede controlarse con precisión de forma que puede tamizar las sales comunes de agua salada y hacerla seguro para beber.
A medida que los efectos del cambio climático continúan reduciendo el abastecimiento de agua a las ciudades modernas, los países ricos están invirtiendo en tecnologías de desalación. Después de las graves inundaciones en California, Estados Unidos, las principales ciudades ricas también buscan cada vez más soluciones alternativas de agua.
Cuando las sales comunes se disuelven en agua, forman siempre una «concha» de moléculas de agua alrededor de las moléculas de sales, lo que permite que los diminutos poros de las membranas de óxido de grafeno impidan que la sal fluya junto con el agua. Las moléculas de agua son capaces de pasar a través de la barrera de la membrana fluir con una rapidez anómala que es ideal para la aplicación de estas membranas para la desalinización.
Una tecnología revolucionaria para la filtración del agua mundial
El profesor Rahul Nair, de la Universidad de Manchester, explica: «La realización de membranas expansibles con un tamaño de poro uniforme hasta la escala atómica es un paso adelante significativo y abrirá nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia de la tecnología de desalinización. Éste es el primer experimento claro en este régimen. También demostramos que hay posibilidades realistas para ampliar el enfoque descrito y producir en masa membranas a base de grafeno con los tamaños requeridos».
Los autores de la investigación conjunta son los doctores Jijo Abraham y Vasu Siddeswara Kalangi. Abraham subraya: «Las membranas desarrolladas no sólo son útiles para la desalación, sino que el ajuste a escala atómica del tamaño de los poros también abre nuevas oportunidades para fabricar membranas bajo demanda con filtración capaz de filtrar los iones de acuerdo a sus tamaños».
Para el año 2025, la Organización de Naciones Unidas (ONU) espera que el 14 por ciento de la población mundial tenga problemas de escasez de agua. Esta tecnología tiene el potencial de revolucionar la filtración del agua en todo el mundo, en particular en países que no pueden permitirse plantas de desalinización a gran escala.
Se espera que se puedan construir sistemas de membranas de óxido de grafeno a escalas más pequeñas, haciendo accesible esta tecnología a países que no cuentan con la infraestructura financiera para financiar grandes plantas sin comprometer el rendimiento del agua dulce producida.
Fuente: Europa Press