Mattershift, uma startup baseada em NYC com ex-alunos do MIT e Yale alcançou um avanço na fabricação de membranas de nanotubos de carbono (CNT) em grande escala. A startup está desenvolvendo a capacidade da tecnologia de combinar e separar moléculas individuais para fazer gasolina, diesel, e combustível de aviação de CO 2 removido do ar.
Testes que confirmam que as membranas de CNT de grande escala da Mattershift correspondem às características e desempenho de membranas de CNT de pequeno protótipo relatadas anteriormente na literatura científica foram publicados hoje em Avanços da Ciência . O artigo foi o resultado de uma colaboração entre Mattershift e pesquisadores dos laboratórios do Dr. Benny Freeman da Universidade do Texas em Austin e do Dr. Jeffrey McCutcheon da Universidade de Connecticut.
Por 20 anos, pesquisadores demonstraram que as membranas CNT oferecem uma grande promessa para uma ampla variedade de usos, incluindo a produção de baixo custo de etanol combustível, entrega de drogas de precisão, dessalinização de baixa energia da água do mar, purificação de compostos farmacêuticos, e catálise de alto desempenho para a produção de combustíveis. A dificuldade e o alto custo de fazer membranas de CNT confinou-as a laboratórios universitários e tem sido freqüentemente citada como o fator limitante de seu uso generalizado. A capacidade da Mattershift de produzir membranas de CNT em massa libera o potencial dessa tecnologia.
"Alcançar a produção em larga escala de membranas de nanotubos de carbono é um avanço no campo da membrana, "disse o Dr. Freeman, Professor de Engenharia Química na UT Austin. “É um grande desafio pegar materiais novos como esses e produzi-los em nível comercial, por isso, estamos muito animados para ver o que a Mattershift fez aqui. Há um grande, potencial inexplorado para nanotubos de carbono em separações moleculares, e essa tecnologia está apenas arranhando a superfície do que é possível. "
A empresa já registrou suas primeiras vendas e enviará produtos ainda este ano para uso em um processo de dessalinização de água do mar que usa a menor quantidade de energia já demonstrada em escala piloto.
"Estamos empolgados em trabalhar com a Mattershift porque suas membranas são feitas sob medida para permitir que os sais passem por nosso sistema enquanto retêm nosso soluto de extração, "disse John Webley, CEO da Trevi Systems em Petaluma, Califórnia. "Já demonstramos o processo de dessalinização de menor energia do mundo em nossa planta piloto nos Emirados Árabes Unidos no ano passado, e as membranas da Mattershift nos permitirão reduzir ainda mais o consumo de energia. "
Três avanços significativos tornaram essa descoberta possível. Primeiro, houve uma redução de 100 vezes no custo dos nanotubos de carbono nos últimos 10 anos, com um aumento correspondente em sua qualidade. Segundo, é a crescente compreensão de como a matéria se comporta em ambientes nano-confinados, como o interior de CNTs subnm, em que as moléculas se movem em um único arquivo em altas taxas e agem de maneira diferente do que em fluidos a granel. E terceiro, tem sido o aumento do financiamento para startups de tecnologia difíceis, o que permitiu à Mattershift passar 5 anos de intensa pesquisa e desenvolvimento desenvolvendo sua tecnologia.
"Essa tecnologia nos dá um nível de controle sobre o mundo material que nunca tivemos antes, "disse o fundador e CEO da Mattershift, Dr. Rob McGinnis. "Podemos escolher quais moléculas podem passar por nossas membranas e o que acontece com elas quando o fazem. Por exemplo, agora estamos trabalhando para remover CO 2 do ar e transformá-lo em combustíveis. Isso já foi feito usando tecnologia convencional, mas é caro demais para ser prático. Usando nossa tecnologia, Acho que seremos capazes de produzir gasolina carbono zero, diesel, e combustíveis de aviação que são mais baratos do que os combustíveis fósseis. "
Usar membranas CNT para produzir combustíveis é na verdade apenas um exemplo de uma tecnologia prevista pelo físico ganhador do Prêmio Nobel, Richard Feynman nos anos 1950, conhecidas como fábricas moleculares. As fábricas moleculares funcionam combinando processos como catálise, separação, purificação, e manipulação em escala molecular por sistemas nanoeletromecânicos (NEMS) para fazer coisas a partir de blocos de construção moleculares. Cada nanotubo atua como uma correia transportadora que desempenha funções nas moléculas à medida que elas passam, único arquivo, análogo a como as fábricas funcionam em escala macro.
"Deveria ser possível combinar diferentes tipos de nossas membranas de CNT em uma máquina que faz o que as fábricas moleculares há muito se previam:fazer tudo o que precisamos a partir de blocos de construção moleculares básicos, "disse McGinnis." Quero dizer, estamos falando sobre impressão aérea. Imagine ter um desses dispositivos com você em Marte. Você pode imprimir comida, combustíveis, materiais de construção, e medicamentos da atmosfera e do solo ou partes recicladas sem ter que transportá-los da Terra. "
