p Uma equipe de engenheiros químicos e biológicos desenvolveu filtros de membrana altamente seletivos que podem permitir aos fabricantes separar e purificar produtos químicos de maneiras que atualmente são impossíveis, permitindo que eles usem potencialmente menos energia e cortem as emissões de carbono, de acordo com os resultados publicados na imprensa hoje no jornal ACS Nano . p Cientistas da Universidade Tufts disseram que as sofisticadas membranas podem separar compostos orgânicos não apenas pelo tamanho - tão pequeno quanto uma molécula - mas também por sua carga eletrostática, o que significa que os fabricantes podem classificar os compostos por tamanho e tipo. As membranas usam um método simples, processo escalável no qual um polímero especial é dissolvido em um solvente e revestido em um suporte poroso. O polímero se auto-monta para criar canais de aproximadamente 1 nanômetro que imitam sistemas biológicos, como canais iônicos, que controlam a passagem de compostos através das membranas celulares com grande eficácia.

p Autor correspondente Ayse Asatekin, Ph.D., professor de engenharia química e biológica na Tufts School of Engineering, disse que a descoberta da equipe atende aos apelos de toda a indústria para o desenvolvimento de soluções mais eficientes para a separação de produtos químicos, que é responsável por 10 a 15 por cento do uso global de energia, de acordo com um relatório na Nature.

p “Nosso estudo é promissor porque é a primeira demonstração de uma nova maneira de fazer essas membranas seletivas, tão importantes para a fabricação de produtos químicos, "Ela disse." Projetar membranas muito seletivas que podem realizar essas separações complexas pode realmente aumentar a eficiência energética e reduzir muito o desperdício de fabricação. "

p As membranas recém-projetadas podem:

• Permitir que compostos neutros passem 250 vezes mais rápido do que compostos carregados de tamanho semelhante;
• Quando compostos carregados e não carregados são misturados, impeça que o composto carregado passe - sua passagem é evitada porque o composto neutro entra primeiro nos canais e impede que o composto carregado entre; e
• Fornece a capacidade de separar compostos carregados e não carregados em vários sistemas de filtração.

p Asatekin observou que a separação baseada em carga é aprimorada quando a solução contém uma mistura de solutos, o que indica que a estrutura da membrana imita com sucesso como os sistemas biológicos, como os canais de íons, operam. Esta descoberta levou os pesquisadores a acreditar que esta abordagem pode ser usada para resolver outras separações, e trazer seletividades acima e além do que pode ser alcançado usando membranas convencionais.

p "Isso significa que poderíamos potencialmente fazer filtros capazes de separações que não podem ser alcançadas atualmente. Os filtros hoje geralmente se limitam a separar o grande do pequeno, e queremos ser capazes de separar compostos do mesmo tamanho, mas diferentes, "Asatekin disse.

p Asatekin observou que algumas aplicações potenciais para este projeto incluem a purificação de antibióticos, aminoácidos, antioxidantes e outros compostos biológicos de pequenas moléculas, e a separação de líquidos iônicos do açúcar em instalações de biorrefinaria. Contudo, ela disse que acredita que esta abordagem geral pode ser adaptada ainda mais a diferentes separações com pesquisas futuras.

p Asatekin é o principal investigador dos Smart Polymers, Membranas, e Laboratório de Separações em Tufts. O laboratório tem como objetivo desenvolver a próxima geração de membranas projetando-as a partir de moléculas. As membranas dependem de polímeros que se auto-montam, formam nanoestruturas, e expor funcionalidades químicas que lhes permitem realizar tarefas normalmente não esperadas de membranas. Eles removem não apenas bactérias, mas também metais pesados, reagir a estímulos, e separar pequenas moléculas por estrutura química. Geral, o objetivo é desenvolver membranas que ajudem a gerar produtos limpos, água potável de forma mais eficiente e produtos químicos separados com menor consumo de energia.