Imagens SEM de membranas de nanocompósitos MWCNT-PA (Nanotubo de Carbono Multi-Walled-Poliamida), para PA simples, e PA com 5, 9,5, 12,5, 15,5, 17 e 20% em peso de MWCNT, onde as típicas estruturas semelhantes a lóbulos aparecem na superfície. Observe a tendência para uma superfície de membrana mais plana à medida que o conteúdo de MWCNT aumenta. A barra de escala corresponde a 1,0 μm para todas as micrografias. Crédito:Copyright 2018, Springer Nature, Licenciado sob CC BY 4.0
Uma equipe de pesquisa da Shinshu University, Japão, desenvolveu membranas de osmose reversa robustas que podem suportar a dessalinização de água em grande escala. A equipe publicou seus resultados no início de fevereiro em Relatórios Científicos .
"Como mais de 97 por cento da água do mundo é salgada, As usinas de dessalinização por osmose reversa para a produção de água doce são cada vez mais importantes para fornecer um abastecimento seguro e consistente, "disse Morinobu Endo, Ph.D., autor correspondente no artigo. Endo é um distinto professor da Shinshu University e Diretor Honorário do Institute of Carbon Science and Technology. "Embora a tecnologia de membrana de osmose reversa esteja em desenvolvimento há várias décadas, novas ameaças, como o aquecimento global e o aumento da demanda por água limpa em centros urbanos povoados, desafiam os sistemas convencionais de abastecimento de água. "
As membranas de osmose reversa normalmente consistem em sistemas compostos de filme fino, com uma camada ativa de filme de polímero que restringe substâncias indesejadas, como sal, de passar por um substrato poroso permeável. Essas membranas podem transformar a água do mar em água potável, bem como ajuda na irrigação agrícola e paisagística, mas sua operação pode ser cara e gastar uma grande quantidade de energia.
Para atender a demanda de água potável a baixo custo, Endo diz que membranas mais robustas, capazes de resistir a condições adversas, enquanto permanece quimicamente estável para tolerar tratamentos de limpeza, são necessários. A chave está na nanotecnologia de carbono.
Endo é um pioneiro na síntese de nanotubos de carbono por deposição química catalítica de vapor. Nesta pesquisa, Endo e sua equipe desenvolveram uma membrana nanocompósita de nanotubo-poliamida de carbono de múltiplas paredes, que é resistente ao cloro - uma das principais causas de degradação ou casos de falha em membranas de osmose reversa. Os nanotubos de carbono adicionados criam um efeito protetor que estabiliza as moléculas ligadas da poliamida contra o cloro.
"Espera-se que a nanotecnologia de carbono traga benefícios, e este é um exemplo promissor da contribuição dos nanotubos de carbono para uma aplicação muito crítica:purificação de água, "Endo disse." Nanotubos e fibras de carbono já são reforços excelentes para outras aplicações em ciência e engenharia de materiais, e este é mais um campo onde suas propriedades excepcionais podem ser usadas para melhorar as tecnologias convencionais. "
Os pesquisadores estão trabalhando para estabilizar e expandir a produção e o processamento de membranas de nanocompósitos de nanocompósitos de poliamida e nanotubo de carbono de paredes múltiplas.
"No momento, estamos trabalhando para ampliar nosso método de síntese, que, em princípio, é baseado no mesmo método usado para preparar as membranas de poliamida atuais, "Disse Endo. Ele também observou que sua equipe está planejando uma colaboração para produzir membranas comerciais.