p Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo cientistas da Shinshu University (Japão) e o diretor do ATOMIC Center da Penn State, desenvolveu um revestimento à base de grafeno para membranas de dessalinização que é mais robusto e escalável do que as atuais tecnologias de membrana de nanofiltração. O resultado pode ser uma membrana resistente e prática para soluções de água limpa, bem como separação de proteínas, tratamento de águas residuais e aplicações na indústria farmacêutica e alimentar. p “Nosso sonho é criar uma membrana inteligente que combine altas taxas de fluxo, alta eficiência, longa vida, autocura e elimina incrustações bio e inorgânicas, a fim de fornecer soluções de água limpa para as muitas partes do mundo onde a água limpa é escassa, "diz Mauricio Terrones, professor de física, química e ciência de materiais e engenharia, Estado de Penn. "Este trabalho está nos levando nessa direção."

p A membrana híbrida que a equipe desenvolveu usa uma tecnologia simples de spray para revestir uma mistura de óxido de grafeno e algumas camadas de grafeno em solução em uma membrana de suporte de estrutura de polissulfona modificada com álcool polivinílico. A membrana de suporte aumentou a robustez da membrana híbrida, que foi capaz de resistir ao intenso fluxo cruzado, alta pressão e exposição ao cloro. Mesmo nos primeiros estágios de desenvolvimento, a membrana rejeita 85 por cento do sal, adequado para fins agrícolas, embora não seja para beber, e 96 por cento das moléculas de corante. Corantes altamente poluentes da fabricação de têxteis são comumente despejados em rios em algumas áreas do mundo.

p O cloro é geralmente usado para mitigar a incrustação biológica nas membranas, mas o cloro degrada rapidamente o desempenho das atuais membranas poliméricas. A adição de algumas camadas de grafeno torna a nova membrana altamente resistente ao cloro.

p O grafeno é conhecido por ter alta resistência mecânica, e o grafeno poroso tem 100 por cento de rejeição de sal, tornando-o um material potencialmente ideal para membranas de dessalinização. Contudo, há muitos desafios com a ampliação do grafeno para quantidades industriais, incluindo o controle de defeitos e a necessidade de técnicas de transferência complexas necessárias para lidar com o material bidimensional. O trabalho atual tenta superar os problemas de escalabilidade e fornecer um membrana de alta qualidade em escala de fabricação.

p O trabalho foi realizado no Global Aqua Innovation Center e no Instituto de Ciência e Tecnologia de Carbono da Shinshu University, Nagano, Japão, onde Terrones é também um distinto professor convidado. A equipe inclui os pesquisadores Aaron Morelos-Gomez, Josue Ortiz-Medina e Rodolfo Cruz-Silva, ex-Ph.D. alunos de Terrones. Morelos-Gomez é o autor principal de um artigo publicado online em 28 de agosto em Nature Nanotechnology descrevendo seu trabalho intitulado "NaCL eficaz e rejeição de corante de óxido de grafeno híbrido / membranas em camadas de grafeno." Os pesquisadores japoneses, Hiroyuki Muramatsu, Takumi Araki, Tomoyuki Fukuyo, Syogo Tejima, Kenji Takeuchi, e Takuya Hayashi, também foram liderados pelo Professor Morinobu Endo.

p O primeiro autor Aaron Morelos-Gomez diz:"Nossa membrana supera a solubilidade do óxido de grafeno em água usando álcool polivinílico como adesivo, tornando-o resistente contra forte fluxo de água e altas pressões. Ao misturar óxido de grafeno com grafeno, também podemos melhorar significativamente sua resistência química."

p O professor Morinobu Endo conclui que "este é o primeiro passo em direção a membranas mais eficazes e inteligentes, que podem se auto-adaptar dependendo de seu ambiente".