p Uma equipe de pesquisa internacional que inclui engenheiros da Vanderbilt é a primeira a separar com sucesso dois íons com muito, diferenças de tamanho muito pequenas, um grande avanço na ciência da separação com amplo potencial de aplicação. p O processo é o primeiro para alcançar a separação soluto-soluto com precisão sub-Angstrom. Um Angstrom tem um centésimo milionésimo de centímetro, ou um décimo de nanômetro. Para ter uma noção de escala, a diferença entre um único Angstrom e um metro é aproximadamente o equivalente na diferença entre a largura de um cartão de crédito e o raio da Terra.

p O trabalho resulta de uma extensa colaboração internacional entre Vanderbilt, o Instituto de Nano-Tecnologia e Nano-Biônica de Suzhou da Academia Chinesa de Ciências, Yale University e várias outras instituições. O avanço é relatado online hoje em Nature Communications .

p O primeiro autor do artigo, Yuanzhe Liang, é um Ph.D. aluno do programa Interdisciplinar de Ciência de Materiais da Escola de Engenharia. Shihong Lin, professor assistente de engenharia civil e ambiental, é o conselheiro de Liang e um dos três autores correspondentes do projeto.

p O que também torna o trabalho significativo é o uso de nanofabricação para separação soluto-soluto. A nanofiltração é muito eficiente, relativamente maduro, e tem sido amplamente utilizado na prática. Mas na maioria dos casos, é usado para separar íons e pequenas moléculas do solvente, não um ao outro.

p A chave para alcançar a separação soluto-soluto, os autores descobriram, é usar membranas com tamanho de poro altamente uniforme, de modo que rejeitem solutos maiores do que os poros, mas não apenas ligeiramente menores. Mas chegar lá não é trivial.

p As membranas de nanofiltração comerciais de última geração são fabricadas usando polimerização interfacial, em que dois precursores químicos, um na fase de água e o outro na fase de óleo, reagir. A reação cria uma fina película de polímero na interface água / óleo que atua como a camada de separação ativa. Esta camada tem poros na escala de Angstrom, mas o processo complexo acontece em segundos e torna a obtenção menor, poros uniformes muito desafiadores.

p O novo método da equipe usa uma dinâmica, rede auto-montada de surfactantes para facilitar a difusão mais rápida e homogênea de moléculas específicas, ou monômeros, através da interface água / óleo, quando os monômeros se ligam entre si para formar um polímero. A chave para a "polimerização interfacial regulada por montagem de surfactante, "ou SARIP, como é chamado, é adicionar os tipos certos de surfactantes para promover a formação de uma rede altamente organizada de tamanho de poro muito estreito e altamente uniforme na interface água / óleo.

p A equipe avaliou quais tipos de surfactantes funcionam melhor e demonstrou que a abordagem também funciona com outros pares de surfactantes, ou precursores.

p Nanofiltração, que é mais eficiente e usa menos energia do que outras tecnologias, como separações eletroquímicas e térmicas, já está em uso, criando vastas oportunidades em muitos setores para a descoberta da equipe.

p "A separação precisa de íons e pequenas moléculas usando membranas terá impactos transformadores na energia, agua, químico, e indústrias farmacêuticas, "disseram os autores.