p Os pesquisadores de Argonne demonstraram a viabilidade de uma nova técnica para membranas. p Quer seja água da torneira ou uma xícara de café, quase tudo que bebemos passa por algum tipo de filtro. A capacidade de transformar líquidos desta forma é essencial para a vida diária, ainda assim, freqüentemente repousa sobre membranas relativamente delicadas que podem entupir ou degradar rapidamente.

p Cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) estão projetando maneiras de tratar as membranas para que possam filtrar melhor os líquidos e resistir à degradação de produtos químicos e biocombustíveis de processamento industrial. A técnica patenteada de síntese de infiltração sequencial (SIS) da Argonne pode alterar fundamentalmente uma membrana de dentro, permitindo um controle muito maior sobre sua composição química e tamanho dos poros.

p SIS tem se mostrado promissor para a fabricação de semicondutores, revestimentos óticos e esponjas que limpam derramamentos de óleo. Agora, pela primeira vez, Os pesquisadores de Argonne demonstraram a viabilidade da técnica para membranas.

p Concebido pela primeira vez em 2010 por pesquisadores da Argonne, SIS é um primo da deposição da camada atômica, ou ALD. Ambas as técnicas usam vapores químicos para alterar a interface de um material, como uma membrana.

p "Mas há uma lacuna importante do ALD para esta aplicação, "disse Seth Querido, diretor do Instituto de Engenharia Molecular de Argonne e do Centro de Pesquisa de Fronteira de Energia de Materiais Avançados para Sistemas de Água e Energia. "À medida que você reveste os poros de uma membrana com uma técnica como ALD, você os está constringindo. "

p Isso porque ALD basicamente adiciona camadas no topo da membrana, o que diminui lentamente os diâmetros dos poros - da mesma forma que você restringiria o fluxo de ar através de uma abertura na parede se continuasse pintando sobre ela. SIS, por outro lado, cresce material dentro da própria estrutura da membrana, mudando sua química sem afetar significativamente a forma dos poros.

p "O SIS pode alcançar muitas das coisas que o ALD pode alcançar em termos de engenharia da interface, "Querida disse, "mas com constrição mínima dos poros."

p Quase todas as membranas comerciais são feitas de polímeros - grandes moléculas formadas a partir de cadeias repetitivas de moléculas menores. SIS faz uso do espaço entre essas moléculas, penetrando na superfície da membrana e difundindo-se nela com um material inorgânico. Em sua prova de conceito, Darling e colegas usaram SIS para plantar as "sementes" de óxido de alumínio e cultivá-lo dentro de membranas de ultrafiltração (UF) de polietersulfona (PES), tornando-os mais resistentes sem comprometer a capacidade de filtração. Os resultados foram publicados online em 24 de setembro no JOM, o jornal The Minerals, Metals and Materials Society.

p A técnica SIS permite uma série de melhorias nas membranas:a capacidade de evitar que incrustações se fixem na superfície, por exemplo, ou resistência a solventes que podem ser necessários em um ambiente industrial, mas que dissolveriam os materiais de membrana convencionais.

p A capacidade de projetar membranas dessa forma pode ajudar a cortar custos em estações de tratamento de água ou nas indústrias química e farmacêutica, reduzindo o tempo de inatividade e os custos associados à substituição de membranas gastas.

p Querida e colegas de trabalho usaram SIS para criar o Oleo Sponge, que captura o óleo da água. Nesse caso, um óxido de metal cultivado na superfície da esponja serve como local de enxerto para moléculas que amam o óleo.

p "Você pode imaginar uma estratégia semelhante com membranas, " ele disse, "Onde você enxerta moléculas para emprestar alguma seletividade ou outras propriedades que você está procurando."