p Pesquisadores da Universidade McGill demonstraram uma técnica que pode permitir a produção de robustos, membranas de alto desempenho para aproveitar uma fonte abundante de energia renovável. p Energia azul, também conhecido como energia osmótica, capitaliza a energia liberada naturalmente quando duas soluções de diferentes salinidades se misturam - condições que ocorrem em incontáveis ​​locais ao redor do mundo onde a água doce e a salgada se encontram.

p A chave para capturar a energia azul está em membranas seletivamente permeáveis, que permitem que apenas um constituinte de uma solução de água salgada atravesse - as moléculas de água ou os íons de sal dissolvidos - mas não o outro.

p Um problema de escala

p A data, projetos de energia azul em grande escala, como a usina de energia Statkraft da Noruega, foram impedidos pela baixa eficiência da tecnologia de membrana existente. No laboratório, pesquisadores desenvolveram membranas de nanomateriais exóticos que se mostraram muito promissores em termos da quantidade de energia que podem gerar em relação ao seu tamanho. Mas continua sendo um desafio transformar esses materiais extremamente finos em componentes grandes e fortes o suficiente para atender às demandas de aplicações do mundo real.

p Em resultados publicados recentemente em Nano Letras , uma equipe de físicos da McGill demonstrou uma técnica que pode abrir caminho para a superação desse desafio.

p “Em nosso projeto, nosso objetivo foi remediar o problema de fragilidade mecânica inerente, explorando a seletividade excepcional de nanomateriais 2D finos, fabricando uma membrana híbrida feita de monocamadas de nitreto de boro hexagonal (hBN) suportadas por membranas de nitreto de silício, "explicou a autora principal Khadija Yazda, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Física da McGill.

p A ferramenta feita pela McGill facilita a pesquisa

p Para atingir a característica desejada de permeabilidade seletiva, Yazda e seus colegas usaram uma técnica desenvolvida em McGill chamada quebra local controlada por ponta (TCLB) para "perfurar" vários orifícios microscópicos, ou nanoporos, em sua membrana. Em um avanço na pesquisa anterior que se concentrou em protótipos experimentais com um único nanoporo, a equipe McGill foi capaz de explorar a velocidade e precisão do TCLB para preparar e investigar membranas com vários nanoporos em várias configurações de tamanho de poro, número e espaçamento.

p "Nossos experimentos sobre interação poro-poro em matrizes de nanoporos mostram que a seletividade de membrana ideal e a densidade de potência geral são obtidas com um espaçamento de poro que equilibra a necessidade de alta densidade de poro, mantendo uma grande extensão de superfície carregada (≥ 500 nm) em torno de cada poro , "Yazda disse.

p Tendo produzido com sucesso uma matriz de 20 por 20 poros em uma superfície de membrana de 40 µm² de tamanho, os pesquisadores dizem que a técnica TCLB poderia ser usada para produzir matrizes muito maiores.

p "Um próximo passo natural para esta pesquisa é tentar expandir essa abordagem não apenas para usinas de energia em grande escala, mas também em nano ou microgeradores de energia, "Yazda disse.