No deste mês Mundo da física , Jason Reese, Professor Weir de Termodinâmica e Mecânica dos Fluidos na Universidade de Strathclyde, descreve o papel que os nanotubos de carbono (CNTs) podem desempenhar na dessalinização da água, fornecendo uma possível solução para o problema da crescente população mundial que exige cada vez mais água potável.

As projeções da população global sugerem que a demanda mundial por água aumentará um terço antes de 2030.

Mas com mais de um bilhão de pessoas já enfrentando escassez de água potável, e com um potencial 3-4 ^o Aumento de C na temperatura e subsequente redistribuição dos padrões de precipitação, as coisas podem ficar ainda piores.

Os CNTs - essencialmente folhas de carbono de um átomo de espessura enroladas em cilindros - foram investigados por Reese e seu grupo de pesquisa, usando simulações de computador, como uma nova maneira de enfrentar este desafio e transformar a água do mar abundante em pura, água potável limpa.

Sua técnica é baseada no processo de osmose - o movimento natural da água de uma região com baixa concentração de soluto através de uma membrana permeável para uma região com alta concentração. Mas, assim como acontece com a maioria das usinas de dessalinização de água existentes, A técnica de Reese realmente usa o processo oposto de "osmose reversa", pelo qual a água se move na direção oposta, deixando a água salgada limpa.

Pode-se imaginar um grande tanque de água, separados em duas seções por uma membrana permeável, com uma metade contendo água doce e a outra metade contendo água do mar. O movimento natural da água se moveria do lado da água doce para o lado da água do mar para tentar diluir a água do mar e neutralizar as concentrações.

Mas na osmose reversa, uma grande quantidade de pressão é aplicada ao lado da água do mar do tanque, que inverte o processo, fazendo a água passar para o lado da água doce e deixar o sal para trás.

Embora este processo possa remover o sal necessário e o conteúdo mineral da água, é incrivelmente ineficiente e a produção de altas pressões é cara.

Reese tem, Contudo, mostraram que os CNTs podem realisticamente esperar ter permeabilidade à água 20 vezes maior do que as modernas membranas comerciais de osmose reversa, reduzindo significativamente o custo e a energia necessária para a dessalinização. Adicionalmente, Os CNTs são altamente eficientes em repelir íons de sal, ainda mais porque grupos químicos específicos podem ser anexados a eles para criar uma função específica de "porteiro".

Como Reese escreve, "O Santo Graal da dessalinização por osmose reversa é combinar altas taxas de transporte de água com rejeição eficiente de íons de sal. Embora muitas questões ainda permaneçam, o potencial excitante de membranas de nanotubos para transformar processos de dessalinização e purificação de água é claro, e é um uso muito real e socialmente progressivo da nanotecnologia. "