p Membranas finas feitas sob medida para separar moléculas específicas de líquidos podem melhorar a eficiência do refino de petróleo e da manufatura farmacêutica. p Filtragem de solventes orgânicos - líquidos à base de carbono, como óleos e álcoois, que dissolvem outras substâncias - é crucial para o petróleo, empresas químicas e farmacêuticas que devem criar consistentemente o produto mais puro.

p Técnicas tradicionais de extração, como destilação, usam grandes quantidades de energia, e alternativas verdes emergentes, como membranas, enfrentar outros desafios. Por exemplo, os materiais porosos devem resistir a solventes frequentemente altamente reativos enquanto filtram as moléculas alvo de um tamanho e forma específicos. Algumas membranas muito eficientes estão disponíveis para separar o sal da água na dessalinização da água do mar, mas eles não são tão eficazes na separação de menores, moléculas muito semelhantes em solventes orgânicos.

p Uma equipe liderada por pesquisadores da KAUST criou uma membrana porosa ultrafina usando blocos de construção moleculares cuidadosamente elaborados, conhecido como trianglaminas. "Você pode imaginar como o LEGO, "explica Suzana Nunes, professor de Ciência e Engenharia Química e Ambiental, "onde você pega triângulos ocos pré-formados e os monta em um filme plano." Ao definir primeiro o tamanho dos poros e a carga elétrica dessas moléculas triangulares, eles criaram uma membrana que poderia separar moléculas de diferentes tamanhos e formas.

p A espessura da membrana também é crítica para a eficiência da filtragem. "Para uma filtragem mais rápida, o filme precisa ser o mais fino possível para evitar resistência desnecessária à passagem do solvente, "diz Nunes. Para conseguir isso, eles separaram os dois ingredientes principais (cloreto de tereftaloil e as trianglaminas pré-formadas) em dois fluidos diferentes que não se misturam (óleo e água, respectivamente), forçando a reação a ocorrer apenas na interface onde os fluidos se encontram. "Descobrimos que isso formou uma camada extremamente fina de alguns nanômetros, "diz Tiefan Huang, o autor principal, "muito mais finas do que as membranas comerciais comuns preparadas dessa maneira." Cada filme tinha entre 3,5 e 10 nanômetros, dependendo de quanto tempo a reação continuou.

p A equipe testou suas membranas em corantes coloridos com tamanhos moleculares semelhantes, mas distintos. Todas as suas membranas filtraram pelo menos 90 por cento das moléculas de cor que pesavam mais de 450 gramas por mol, muito superando algumas das outras membranas testadas. "O desempenho das membranas não se deteriorou após 48 horas de filtração contínua, "acrescenta Huang. E eles ainda resistiram à exposição a substâncias mais agressivas, incluindo acetona e metanol.

p "A purificação molecular para produtos farmacêuticos pode envolver muitas etapas, "explica Nunes." Membranas mais seletivas e resistentes como as nossas podem simplificar o processo, tornando-o mais econômico. O maquinário que usamos já é amplamente utilizado na indústria de membrana, " Ela adiciona, "para que possa ser facilmente ampliado para fabricação."

p As membranas neste estudo foram adaptadas especificamente para moléculas de cerca de 400 gramas por mol. "Em seguida, trabalharemos em um portfólio de blocos de construção para que possamos fazer membranas para selecionar moléculas de muitas formas e tamanhos diferentes, "diz Nunes, "e, em última análise, ajuda a tornar a separação de solvente orgânico mais sustentável."