Em um mundo que parece estar se afogando em garrafas de plástico, reciclar esses resíduos em materiais úteis ajudaria a reduzir seu impacto ambiental. Os pesquisadores da KAUST agora inventaram uma maneira de transformar garrafas plásticas em membranas porosas que poderiam ser usadas como filtros moleculares na indústria química.

Aproximadamente 40 por cento do uso de energia da indústria química vai para a separação e purificação de produtos químicos em processos intensivos de calor, como destilação e cristalização. O uso de membranas porosas para separar moléculas de líquidos pode reduzir drasticamente o consumo de energia. Mas a maioria das membranas convencionais não são robustas o suficiente para suportar o tipo de solventes usados ​​na indústria, e as membranas cerâmicas alternativas tendem a ser muito caras.

Em vez disso, a equipe da KAUST recorreu ao poli (tereftalato de etileno) (PET) reciclado. "O PET é mecânica e quimicamente robusto, tornando-o útil para processos de filtração e purificação que requerem esterilização ou limpeza com ácidos ou alvejante, "diz Bruno Pulido, Ph.D. estudante.

Em 2016, a produção global de PET atingiu 50 milhões de toneladas, representando cerca de 9 por cento da produção total de plástico. Aproximadamente 30 por cento do PET é usado na indústria de alimentos, incluindo garrafas de plástico descartáveis. PET é normalmente "reciclado" em produtos de menor valor, como tecidos para roupas, portanto, convertê-lo em membranas de filtração de alto valor pode fornecer um forte incentivo econômico para melhorar as taxas de reciclagem.

Para criar suas membranas, os pesquisadores dissolveram o PET e, em seguida, usaram um solvente diferente para tornar o PET sólido novamente, desta vez na forma de uma membrana em vez de uma garrafa.

A equipe testou uma ampla gama de diferentes condições de processamento e solventes e usou um aditivo chamado poli (etilenoglicol) (PEG) para ajudar a formar poros dentro das membranas PET. Mudar a concentração e o tamanho das moléculas de PEG ajudou a controlar o número e o tamanho dos poros dentro da membrana, e, assim, ajustar suas propriedades de filtração.

Depois de otimizar este processo, a equipe mediu a facilidade com que o líquido fluía pelas membranas e quão bem elas separavam moléculas de tamanhos diferentes. As melhores membranas tinham tamanhos de poros que variavam de 35 a 100 nanômetros de largura, com poros cobrindo até 10 por cento da área da membrana; eles também tiveram um bom desempenho a 100 graus Celsius.

Pulido diz que as membranas podem ser usadas como suporte para camadas finas de outros materiais de filtração, como os encontrados em membranas de osmose reversa. "Também estamos trabalhando no desenvolvimento de fibras ocas de PET, um tipo de membrana com vantagens adicionais sobre as membranas planas, " ele adiciona.