p Os sistemas baseados em membrana têm grande potencial como alternativas de baixa energia em aplicações como dessalinização, recuperação farmacêutica, purificação e tratamento de resíduos. p Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) criaram as maiores membranas livres de defeitos relatadas até agora que exploram totalmente as propriedades únicas de transporte de massa dos nanotubos de carbono como canais de fluxo. Este trabalho foi publicado recentemente online em Ciência Avançada .

p Materiais quimicamente robustos que transportam moléculas seletivamente em alta taxa são essenciais para o desenvolvimento de sistemas de membrana avançados, superando produtos de última geração. Nanotubos de carbono - canais totalmente de carbono mais de 50, 000 vezes mais fino que um cabelo humano - pertencem a esta classe de blocos de construção de membrana altamente promissores. Ao contrário dos materiais porosos convencionais, esses canais minúsculos permitem um fluxo excepcionalmente rápido de gás e líquido que fica ainda mais rápido à medida que os tubos ficam menores

p Para colher o máximo dos benefícios desses materiais extraordinários, maximizar a densidade de nanotubos de carbono abertos através da membrana é fundamental. Os pesquisadores do LLNL cresceram em alta densidade, nanotubos de parede única em wafers de silício de 4 polegadas e os usou para criar membranas com propriedades de transporte excepcionais em escala.

p "Aumentar a escala das membranas de nanotubos de carbono sem a introdução de vazamentos não é uma tarefa fácil, "disse a autora principal e pesquisadora de pós-doutorado do LLNL, Melinda Jue." Nós controlamos e caracterizamos rigorosamente nossas membranas para garantir que estejam livres de defeitos antes de usá-las para medir com precisão o aumento do fluxo. "

p Existem 10 vezes mais nanotubos condutores nessas membranas de grande área do que anteriormente.

p "Usando uma alta densidade de nanotubos de carbono como vias de transporte, somos capazes de fazer membranas que são 6, 200 vezes mais permeável à água do que o previsto pela teoria e tem fluxo de água até 10 vezes maior do que as membranas disponíveis comercialmente com tamanho de poro semelhante, "disse Francesco Fornasiero, o cientista LLNL liderando o projeto.

p Juntamente com a quantificação do aprimoramento de transporte habilitado por nanotubos de carbono, a equipe de pesquisa investigou a capacidade de nanofiltração dessas membranas de nanotubos de carbono de grande área.

p "Você pode imaginar o uso dessas membranas para separar com eficiência soluções altamente salinas de onde deseja remover o sal enquanto concentra o componente mais valioso, "Jue disse.

p A degradação do desempenho devido à incrustação é um grande obstáculo no uso generalizado de tecnologias de membrana, e neutralizar seus efeitos requer o tratamento das membranas com produtos químicos agressivos. A natureza robusta dos nanotubos de carbono e da matriz polimérica também leva a uma excelente estabilidade química, permitindo uma fácil limpeza das membranas. "Então, quando a membrana ficar suja, você pode limpá-lo com água sanitária sem ter que se preocupar com a degradação, como acontece com as membranas de polímero típicas, "Jue disse.