p Pesquisadores do National Graphene Institute (NGI) da Universidade de Manchester alcançaram um objetivo há muito procurado de controlar eletricamente o fluxo de água através das membranas, como relatado em Natureza . p Este é o mais recente e empolgante desenvolvimento de membranas que se beneficia das propriedades únicas do grafeno. A nova pesquisa abre um caminho para o desenvolvimento de tecnologias de membrana inteligente e pode revolucionar o campo dos sistemas biológicos artificiais, engenharia de tecidos e filtração.

p O grafeno é capaz de formar um filtro ajustável ou mesmo uma barreira perfeita no trato com líquidos e gases. Novas membranas 'inteligentes' desenvolvidas usando uma forma barata de grafeno chamada óxido de grafeno, foi demonstrado que permitem o controle preciso do fluxo de água usando uma corrente elétrica. As membranas podem até ser usadas para bloquear completamente a passagem de água, quando necessário.

p O time, liderado pelo professor Rahul Nair, filamentos condutores embutidos dentro da membrana de óxido de grafeno eletricamente isolante. Uma corrente elétrica que passou por esses nano-filamentos criou um grande campo elétrico que ioniza as moléculas de água e, portanto, controla o transporte de água através dos capilares de grafeno na membrana.

p O professor Nair disse:"Esta nova pesquisa nos permite controlar com precisão a permeação da água, desde a permeação ultrarrápida até o bloqueio completo. Nosso trabalho abre um caminho para o desenvolvimento de tecnologias de membrana inteligente.

p "O desenvolvimento de membranas inteligentes que permitem o controle preciso e reversível da permeação molecular usando estímulos externos seria de grande interesse para muitas áreas da ciência; da física e química, às ciências da vida. "

p A obtenção do controle elétrico do fluxo de água através das membranas é uma mudança radical devido à sua semelhança com vários processos biológicos onde os principais estímulos são os sinais elétricos. O transporte controlado de água é a chave para a conservação renal da água, regulação da temperatura corporal e digestão. O controle elétrico relatado do transporte de água através de membranas de grafeno, portanto, abre uma nova dimensão no desenvolvimento de sistemas biológicos artificiais e dispositivos nanofluídicos avançados para várias aplicações.

p Anteriormente, o grupo de pesquisa demonstrou que as membranas de óxido de grafeno podem ser usadas como uma peneira para remover o sal da água do mar para alternativas de dessalinização. No ano passado, eles também mostraram que as membranas podem remover o pigmento de cor do uísque sem afetar suas outras propriedades.

p Para a pesquisa inovadora em membranas à base de grafeno, O professor Andre Geim e o professor Rahul Nair ganharam o 8º Prêmio do Príncipe Sultão Bin Abdulaziz Prêmio Internacional da Água (PSIPW)

p Os cientistas há muito tempo tentam controlar o fluxo de água através da membrana usando um estímulo externo devido à sua importância para a saúde e áreas afins. Atualmente, tais membranas ajustáveis ​​são limitadas à modulação de umedecimento das membranas e transporte de íons controlado, mas não o fluxo de massa controlado de água.

p Dr. Kai-Ge Zhou, o principal autor do artigo de pesquisa disse:"A tecnologia de membrana inteligente de grafeno relatada não se limita apenas a controlar o fluxo de água. A mesma membrana pode ser usada como um adsorvente inteligente ou esponja. A água adsorvida na membrana pode ser preservada na membrana mesmo em condições desérticas se uma corrente for aplicada . Podemos liberar essa água quando necessário, desligando a corrente. "

p Dr. Vasu, segundo autor principal comentou, "Nosso trabalho não só abre novas aplicações para membranas de grafeno, mas também nos permite entender o efeito do campo elétrico nas propriedades em nanoescala da água confinada. Apesar de muitas previsões teóricas conflitantes, que vão desde o congelamento de moléculas de água até o derretimento do gelo sob um campo elétrico as evidências experimentais dos efeitos do campo elétrico estavam faltando. Nosso trabalho mostra que um grande campo elétrico pode ionizar água em seus íons constituintes. "

p O trabalho foi feito em colaboração com cientistas da Universidade de York, Shahid Rajaee Teacher Training University, Irã, e a Universidade de Antuérpia, Bélgica.

p O grafeno e os materiais bidimensionais relacionados mostraram-se promissores para o desenvolvimento de novas aplicações, bem como para o aprimoramento dos processos usados ​​atualmente em áreas tão diversas como; eletrônicos, compósitos, sensores e biomédicos. As membranas tornaram-se um tema-chave de pesquisa e desenvolvimento para dessalinização, separação de gás e cuidados de saúde.