As equipes de pesquisa estão tentando diferentes abordagens dentro do campo nanotecnológico para melhorar as tecnologias de membrana de água. Uma delas é melhorar a purificação da água usando os próprios canais de transporte de água da natureza, aquaporinas. Contudo, construir membranas adequadas para processos industriais é um desafio.
Membranas para purificação de água são usadas em muitas aplicações e diferentes tipos de membranas estão sendo desenvolvidos no momento. Nenhuma membrana pode filtrar e purificar a água inteiramente, mas melhorias usando novos tipos de membranas são feitas.
No projeto MEMBAQ (Incorporação de Aquaporinas em Membranas para Aplicações Industriais), financiado pela Comissão Europeia, os pesquisadores estão tirando proveito de uma estrutura única que a natureza já criou. quando estão desenvolvendo uma invenção nanotecnológica. Eles são inspirados pelos canais de transporte de água das membranas celulares compostos por proteínas chamadas aquaporinas. Apenas moléculas de H2O puras são deixadas passar. Diferentes tipos de membranas de filtração de água foram incorporadas a essas aquaporinas, na busca de uma tecnologia de membrana de água nanobiotecnológica revolucionária que pode remover partículas e patógenos da água com muito mais eficiência, em comparação com outras membranas do mercado.
O principal desafio no momento é fazer membranas aplicáveis a processos industriais. Contudo, os cientistas percorreram um longo caminho apoiando as aquaporinas com uma camada de hidrogel flexível e semelhante a tecido e, em seguida, estabilizando essa camada com um filme de Teflon perfurado, capaz de reter gotículas de hidrogel e aquaporina. O objetivo do projeto é desenvolver membranas capazes de, por exemplo, reciclar as águas residuais em água potável e dessalinizar a água. Além disso, esta tecnologia pode atender clientes que trabalham com semicondutores, uma vez que usam muita água ultra pura, e pode tornar esta indústria mais verde, reduzindo a energia necessária durante o processo de purificação da água. Se tudo correr conforme o planejado, aos clientes será oferecida uma membrana cinco a dez vezes mais eficiente do que as membranas atualmente disponíveis no mercado.
Outra maneira de melhorar a purificação da água por meio de uma abordagem nanotecnológica foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Stanford. Eles eletrificaram uma membrana de algodão, revestido com nanofios e nanotubos de prata, para matar patógenos. Este mecanismo elétrico é usado em vez da exclusão de tamanho. Os poros maiores permitem que a água flua por cerca de 80, 000 vezes mais rápido do que as membranas que prendem bactérias permitem e também permitem evitar o entupimento das membranas. São necessários vários estágios de filtro, já que uma membrana eletrificada mata apenas 98 por cento dos patógenos. Os pesquisadores mostraram que a eletricidade necessária para fazer a corrente passar pela membrana pode ser tão baixa quanto um quinto da necessidade de energia de uma bomba de filtração, quando uma quantidade de água comparável é deixada passar.
O mercado de diferentes membranas que podem purificar a água está crescendo e os clientes poderão em breve ter a possibilidade de escolher uma membrana que se adapte melhor às suas necessidades.
