p A escassez de água é um grande problema em todo o mundo. "Afeta todos os continentes, "diz Amir Barati Farimani, professor assistente de engenharia mecânica na Carnegie Mellon University. "Quatro bilhões de pessoas vivem em condições de extrema escassez de água pelo menos um mês do ano. Meio bilhão de pessoas vivem em severa escassez de água o ano todo." p No entanto, mesmo enquanto as pessoas lutam sem acesso a água potável, há oceanos de água imprópria para beber bem do lado de fora de suas portas. "71% da superfície do mundo é coberta pela água do mar, "Barati Farimani diz." Portanto, esta é uma contradição muito interessante. "

p Para combater este problema, Barati Farimani concentrou sua pesquisa na dessalinização de água. Este é o processo pelo qual a água salgada do mar pode ser transformada em água doce.

p Existem muitas maneiras de dessalinizar a água, mas um dos mais eficazes é a dessalinização por membrana. Neste método, a água é empurrada através de uma membrana fina com pequenos orifícios. A água flui pelos poros, mas os íons de sal não podem, deixando apenas água doce do outro lado.

p Em sua última pesquisa, Barati Farimani explora o potencial de um novo tipo de membrana, denominado estrutura metal-orgânica (MOF). "Essas membranas consistem em um centro de metal e um composto orgânico, "Barati Farimani diz. O composto orgânico e o metal se conectam em um padrão pentagonal, deixando um buraco no centro que serve de poro. "Se você olhar para eles, eles são como um favo de mel, "Barati Farimani acrescenta.

p Existem alguns motivos pelos quais a estrutura é mais eficaz. Primeiro, é incrivelmente fino. Tem alguns átomos de espessura, o que significa que há muito pouco atrito quando as moléculas de água passam pelos poros.

p Adicionalmente, a colocação dos poros ajuda na penetração. "Quando você não tem poros adjacentes, há uma enorme pressão da parede nas moléculas, "Barati Farimani diz. Isso torna o processo de dessalinização menos eficiente. Para entender por quê, imagine despejar água em um funil. A água se move mais lentamente pelo buraco no final porque é empurrada contra as paredes e forçada através de um pequeno espaço.

p O MOF, por outro lado, tem vários poros adjacentes. "Não há pressão do lado da parede, "Barati Farimani diz." E isso lhes dá a oportunidade de passar mais facilmente pelo poro. "Agora, imagine despejar água em uma peneira - ela se move muito mais rapidamente, porque tem vários pontos de saída pelos quais pode escapar.

p Finalmente, o MOF tem mais integridade estrutural do que outros materiais. Na maioria dos materiais, os cientistas têm que fazer pequenos orifícios para criar os poros necessários, que limita a quantidade que pode ser criada por área de superfície. "Se você quiser fazer muitos poros, grafeno ou MoS ₂ não posso fazer isso, "Barati Farimani diz." Estruturalmente, eles não conseguem segurar a pressão. "

p Mas, graças à sua estrutura em favo de mel, MOF é intrinsecamente poroso. Isso permite uma proporção mais alta de poros para a área de superfície. Também economiza tempo e energia, uma vez que os poros não precisam ser perfurados, ou até mesmo ajustado em tamanho.

p As diferenças entre o MOF e outras membranas típicas são notáveis, tanto em termos de quão rapidamente a água passa como de quantos íons são rejeitados. E isso é apenas olhar para uma simulação de alguns poros. Uma usina de dessalinização pode ter bilhões de poros, aumentando sua eficiência exponencialmente. “Na escala de uma grande operação, seria enorme, "Barati Farimani diz." Mesmo um ligeiro aumento na eficiência significaria um grande salto. "

p O artigo de Barati Farimani sobre sua pesquisa foi publicado em Nano Letras , um jornal científico mensal revisado por pares publicado pela American Chemical Society. Isso contribui para uma conversa crescente sobre a dessalinização de água e representa um importante passo à frente no campo.

p Além do mundo acadêmico, Barati Farimani espera que sua pesquisa possa causar um impacto na vida das pessoas. "Precisamos fornecer água potável para muitas pessoas desfavorecidas, como na África ou em outros lugares, ", diz ele." Basicamente, essa é a nossa missão - torná-lo tão eficiente em termos de energia que tenhamos dessalinização de água em todos os lugares. "