Uma membrana composta de polímeros em bloco tem os tamanhos de poros personalizáveis ​​e uniformes necessários para filtrar ou recuperar substâncias particulares de águas residuais, pesquisadores dizem em uma revisão publicada em npj água limpa .

Algumas partes do mundo têm uma necessidade crescente de gerar água potável a partir de águas residuais devido à descarga excessiva de produtos químicos em fontes de água típicas ou falta de chuva. Pesquisadores da Purdue University e da University of Notre Dame acreditam que uma membrana de polímero em bloco não só pode melhorar a dessalinização e filtração de águas residuais, mas também pode ser usado em futuros processos de tratamento de água híbrido que simultaneamente recuperam substâncias para outros fins.

"As atuais membranas de nanofiltração usadas para dessalinização tendem a separar as coisas com base no tamanho e nas interações eletrostáticas, mas não identidade química, "disse Bryan Boudouris, Robert e Sally Weist, Professor Associado de Engenharia Química, de Purdue. "Se ajustarmos a membrana certa para a aplicação certa para começar, então menos energia é usada. "

Um problema com as membranas de nanofiltração são os tamanhos irregulares dos poros, que tendem a permitir que uma grande quantidade de uma substância entre na água filtrada. Devido às fortes ligações covalentes que unem os blocos de diferentes polímeros em uma membrana de polímero em bloco, buracos em nanoescala em oposição aos de macroescala se formam entre os polímeros. Isso resulta em um padrão mais denso de poros menores, todos do mesmo tamanho em toda a membrana, que os engenheiros podem ajustar para proibir a entrada de uma variedade de partículas.

Os polímeros em bloco também abordam o fato de que substâncias diferentes respondem às membranas de maneira diferente devido às propriedades químicas. Modificando o terceiro bloco, que reveste o interior de uma abertura de poro, atrai certas moléculas em detrimento de outras.

"O terceiro bloco é algo que podemos controlar razoavelmente bem e, esperançosamente, que basicamente controla a rejeição ou absorção de coisas na água ou fluido que você deseja remover, "disse David Corti, Professor de engenharia química Purdue.

A capacidade de personalizar o tamanho dos poros e a química significa que as membranas de polímero em bloco podem recuperar recursos valiosos de forma mais eficaz, como ouro e prata, e metais pesados ​​que devem ser descartados de uma maneira particular ou coletados para outros usos, Boudouris disse.

Ao fazê-lo, as membranas seriam ideais para eventuais processos de tratamento de água híbrido, que dessalinizam a água, bem como recuperam nutrientes e capturam metais.

"Em futuros processos híbridos, uma etapa de dessalinização pode ser uma etapa de acabamento final para produzir água potável após várias etapas a montante serem usadas para recuperar material ou energia de um fluxo de água residual, "disse William Phillip, Professor associado de engenharia química e biomolecular da Universidade de Notre Dame.

Embora as membranas de polímero em bloco sejam ligeiramente mais caras de produzir do que as membranas de nanofiltração, sua resiliência e capacidade de reduzir as demandas químicas para a limpeza da membrana significam menos investimento de capital e impacto ambiental.

"Se o potencial das membranas de polímero em bloco para aplicações de dessalinização puder ser realizado, e essas membranas são mais seletivas e mais resistentes do que as atuais membranas de dessalinização de última geração, seu custo aumentado pode ser compensado pela capacidade de reduzir os custos operacionais e de capital de dessalinização, "Phillip disse.

A multifuncionalidade de um polímero em bloco não se limita às instalações de tratamento de água; os mochileiros também podem fazer uso dessas membranas durante as caminhadas.

"Os filtros utilizados por mochileiros são equipados com uma variedade de diferentes tipos de membranas com seleção de tamanho, assim, filmes de polímero em bloco podem ser utilizados como potenciais substitutos, "Phillip disse.