Il grafene trasformerà l’acqua di mare in acqua potabile (VIDEO)

Da tempo le membrane graphene-oxide  sembravano promettenti candidati per le nuove tecnologie di filtrazione dei liquidi, ora, a quanto pare, si è riuscito a realizzare membrane capaci di filtrare i sali comuni.

Il nuovo studio “Tunable sieving of ions using graphene oxide membranes” pubblicato su Nature Nanotechnology  da un team di ricercatori britannici, dimostra le reali potenzialità delle teconologie di dissalazione al grafene di fornire l’accesso all’acqua potabile per milioni di persone che ne sono prive.

Già in precedenza le membrane graphene-oxide  avevano dimostrato un incoraggiante potenziale per separare gas e acqua, filtrano piccole nanoparticelle, molecole organiche e anche sali di grandi dimensioni. Però, fino ad ora, non potevano essere utilizzate per filtrare i sali comuni utilizzati nelle tecnologie di dissalazione, che richiedono “setacci” ancora più piccoli.

Precedenti ricerche dell’università di Manchester avevano scoperto che, se immerse in acqua, le membrane graphene-oxide “rigonfiano” leggermente e i sali più piccoli fluiscono attraverso la membrana con l’acqua, ma gli ioni o le molecole più grandi vengono bloccati.

Il team di ricercatori guidato da Jijo Abraham e Kalangi S. Vasu del National graphene institute dell’università di Manchester,  ha ora sviluppato ulteriormente queste membrane al grafene e ha trovato una strategia per evitare il rigonfiamento della membrana in presenza di acqua e i ricercatori assicurano che «La dimensione dei pori della membrana può essere controllata con precisione e può setacciare i sali comuni dell’acqua salata e renderla sicura da bere». Nair ha detto alla BBC News  che «L’ossido di grafene può essere prodotto in laboratorio mediante ossidazione semplice,, Come fosse un inchiostro o una soluzione, siamo in grado di comporlo su un substrato o materiale poroso Poi possiamo usarlo come una membrana. In termini di scalabilità e del costo del materiale, l’ossido di grafene ha un potenziale vantaggio rispetto al grafene a stratificazione singola. Per rendere più permeabile il grafene monostrato è necessario praticare dei piccoli fori nella membrana Ma se la dimensione del foro è più grande di un nanometro, i sali passano attraverso quel buco. Devi fare una membrana molto uniforme, con fori delle dimensioni di  meno di un nanometro, perché sia utile per la desalinizzazione. si tratta di un lavoro molto impegnativo».

Dato che gli effetti dei cambiamenti climatici continuano a ridurre le forniture di acqua  nelle città, i Paesi sviluppati e ricchi stanno investendo nelle tecnologie di dissalazione. Inoltre, dopo le gravi inondazioni in California, grandi città dei Paesi sviluppati stanno cercando altre soluzioni alla crisi idrica prossima-ventura.

I ricercatori del  National graphene institute spiegano che «Quando i sali comuni vengono disciolti nell’acqua, si forma sempre una “conchiglia” di molecole di acqua intorno alle molecole disali. Questo permette ai capillari delle membrane graphene-oxide di bloccare il l’afflusso del sale insieme all’acqua. Le molecole di acqua sono in grado di passare attraverso la barriera della membrana e il flusso anomalo veloce che è ideale per l’applicazione di queste membrane per dissalazione».

Rahul Nair, anche lui del National graphene institute, sottolinea che «La realizzazione di membrane scalabili con dimensioni dei pori uniforme fino a una scala atomica è un significativo passo in avanti e aprirà nuove possibilità per migliorare l’efficienza della tecnologia di dissalazione». Nair  dice che questo primo esperimento di successo dimostra che esistono possibilità realistiche di arrivare a una produzione di massa di membrane basate sul grafene  per dissalare l’acqua.

Abraham e Kalangi  aggiungono che «Le membrane sviluppate non sono utili solo per la desalinizzazione, ma la flessibilità della scala atomica della dimensione dei pori apre anche nuove opportunità di produrre membrane con il filtrazione e richiesta  in grado di filtrare ioni secondo le loro dimensioni».

Secondo l’Onu, nel  2025 il 14% della popolazione mondiale patirà per  la scarsità d’acqua e il team di ricerca dice che «Questa tecnologia ha il potenziale per rivoluzionare la filtrazione dell’acqua in tutto il mondo, in particolare nei Paesi che non possono permettersi grandi impianti di desalinizzazione».

Il tram britannico spera che gli impianti a di membrane graphene-oxide possano essere rimpiccioliti, senza compromettere la resa di acqua potabile prodotta, per rendere questa tecnologia accessibile ai Paesi che non hanno risorse per finanziare grandi impianti. Gli attuali impianti di desalinizzazione in tutto il mondo utilizzano membrane a base di polimeri..

In un articolo news and views che accompagna lo studio pubblicato su Nature Nanotechnology, Ram Devanathan, dal Pacific northwest national laboratory di Richland, (Usa), sotolinea chwe c’è ancora bisogno di molto lavoro per poter produrre membrane di ossido di grafene a buon mercato su scala industriale e ha aggiunto che gli scienziati dovranno anche dimostrare quale sia la durata delle membrane a  contatto prolungato con l’acqua di mare e che devono garantire che la membrana sia resistente al “fouling” di sali e materiale biologico, che richiede che le membrane esistenti vengano periodicamente ripulite e  sostituite. Comunque Devanathan è con cinto che questo tipo di tecnologia  «apre la porta alla sintesi di membrane poco costose per la desalinizzazione. L’obiettivo finale è quello di creare un dispositivo di filtraggio in grado di produrre acqua potabile dall’acqua di mare o dalle acque reflue con il minimo input di energia».

Videogallery

Se ti è piaciuto l’ articolo condividilo anche tu sui social e iscriviti alla nostra pagina Facebook “Pianetablunews

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *