p Obtendo água potável da água do mar, o tratamento de águas residuais e a realização de diálise renal são apenas alguns processos importantes que usam uma tecnologia chamada filtração por membrana. p A chave para o processo é o filtro de membrana - um fino, filme semiporoso que permite que certas substâncias, como água, passem enquanto separa outras, substâncias indesejáveis. Mas nos últimos 30 anos, não houve melhorias significativas nos materiais que constituem as camadas principais dos filtros de membrana produzidos comercialmente.

p Agora, Os pesquisadores da UCLA desenvolveram uma nova técnica chamada decolagem de película fina, ou T-FLO, para a criação de filtros de membrana. A abordagem pode oferecer uma maneira para os fabricantes produzirem membranas mais eficazes e eficientes em termos de energia usando plásticos de alto desempenho, estruturas metal-orgânicas e materiais de carbono. A data, limitações em como os filtros são fabricados impediram que esses materiais fossem viáveis ​​na produção industrial.

p Um estudo que descreve o trabalho é publicado na revista. Nano Letras .

p "Existem muitos materiais por aí que no laboratório podem fazer separações agradáveis, mas eles não são escaláveis, "disse Richard Kaner, Dr. Myung Ki Hong, Professor de Inovação de Materiais da UCLA e autor sênior do estudo. "Com esta técnica, podemos pegar esses materiais, fazer filmes finos que são escalonáveis, e torná-los úteis. "

p Além de seu potencial para melhorar os tipos de filtração que são realizados com a tecnologia atual, membranas produzidas usando T-FLO podem tornar possível uma série de novas formas de filtração, disse Kaner, que também é um distinto professor de química e bioquímica, e de ciência e engenharia de materiais, e membro do California NanoSystems Institute da UCLA. Por exemplo, a técnica pode um dia tornar viável retirar o dióxido de carbono das emissões industriais - o que permitiria que o carbono fosse convertido em combustível ou outras aplicações, ao mesmo tempo que reduzia a poluição.

p Filtros como os usados ​​para dessalinização são chamados de membranas assimétricas por causa de suas duas camadas:uma camada "ativa" fina, mas densa, que rejeita partículas maiores do que um tamanho específico, e uma camada de "suporte" porosa que dá a estrutura da membrana e permite que ela resista às altas pressões usadas na osmose reversa e outros processos de filtragem. A primeira membrana assimétrica para dessalinização foi desenvolvida por engenheiros da UCLA na década de 1960.

p As membranas assimétricas de hoje são feitas lançando a camada ativa sobre a camada de suporte, ou lançando ambos simultaneamente. Mas para fabricar uma camada ativa usando materiais mais avançados, os engenheiros precisam usar solventes ou alto calor - ambos danificam a camada de suporte ou evitam que a camada ativa adira.

p Na técnica T-FLO, a camada ativa é lançada como um líquido em uma folha de vidro ou metal e curada para tornar a camada ativa sólida. Próximo, uma camada de suporte feita de epóxi reforçada com tecido é adicionada e a membrana é aquecida para solidificar o epóxi.

p O uso de epóxi na camada de suporte é a inovação que distingue a técnica T-FLO - permite que a camada ativa seja criada primeiro para que possa ser tratada com produtos químicos ou com alto calor sem danificar a camada de suporte.

p A membrana então é submersa em água para lavar os produtos químicos que induzem os poros no epóxi e para soltar a membrana do vidro ou folha de metal.

p Finalmente, a membrana é retirada da placa com uma lâmina - a "decolagem" que dá nome ao método.

p "Pesquisadores de todo o mundo demonstraram muitos novos materiais interessantes que podem separar os sais, gases e materiais orgânicos de forma mais eficaz do que é feito industrialmente, "disse Brian McVerry, um bolsista de pós-doutorado da UCLA que inventou o processo T-FLO e é o co-autor do estudo. "Contudo, esses materiais são geralmente feitos em filmes relativamente espessos que realizam as separações muito lentamente ou em pequenas amostras que são difíceis de dimensionar industrialmente.

p "Demonstramos uma plataforma que acreditamos que permitirá aos pesquisadores usar seus novos materiais em um grande, afinar, configuração de membrana assimétrica, testável em aplicativos do mundo real. "

p Os pesquisadores testaram uma membrana produzida usando T-FLO para remover o sal da água, e mostrou-se promissor para resolver um dos problemas comuns na dessalinização, o que significa que micróbios e outros materiais orgânicos podem obstruir as membranas. Embora adicionar cloro à água possa matar os micróbios, o produto químico também causa a quebra da maioria das membranas. No estudo, a membrana T-FLO rejeitou o sal e resistiu ao cloro.

p Em outros experimentos, a nova membrana também foi capaz de remover materiais orgânicos de resíduos de solventes e separar gases de efeito estufa.