Con dos mil millones de personas en todo el mundo que carecen de acceso a agua potable limpia y segura, investigación conjunta de la Universidad de Monash, CSIRO y la Universidad de Texas en Austin publicaron hoy en Avances en Ciencias puede ofrecer una nueva solución revolucionaria.

Todo se reduce a los marcos organometálicos (MOF), un material asombroso de próxima generación que tiene la mayor superficie interna de todas las sustancias conocidas. La esponja como cristales se puede utilizar para capturar, almacenar y liberar compuestos químicos. En este caso, la sal y los iones en el agua de mar.

Dr. Huacheng Zhang, El profesor Huanting Wang y el profesor asociado Zhe Liu y su equipo en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Monash en Melbourne, Australia, en colaboración con la Dra.Anita Hill de CSIRO y el profesor Benny Freeman del Departamento de Ingeniería Química de McKetta en la Universidad de Texas en Austin, han descubierto recientemente que las membranas MOF pueden imitar la función de filtrado, o 'selectividad iónica', de membranas celulares orgánicas.

Con un mayor desarrollo, Estas membranas tienen un potencial significativo para realizar la doble función de eliminar las sales del agua de mar y separar los iones metálicos de una manera altamente eficiente y rentable. ofreciendo un nuevo enfoque tecnológico revolucionario para las industrias del agua y la minería.

En la actualidad, Las membranas de ósmosis inversa son responsables de más de la mitad de la capacidad de desalinización del mundo. y la última etapa de la mayoría de los procesos de tratamiento de agua, sin embargo, estas membranas tienen margen de mejora en un factor de 2 a 3 en el consumo de energía. No operan sobre los principios de deshidratación de iones, o transporte selectivo de iones en canales biológicos, el tema del Premio Nobel de Química 2003 otorgado a Roderick MacKinnon y Peter Agre, y por lo tanto tienen limitaciones importantes.

En la industria minera, Se están desarrollando procesos de membrana para reducir la contaminación del agua. así como para recuperar metales valiosos. Por ejemplo, Las baterías de iones de litio son ahora la fuente de energía más popular para dispositivos electrónicos móviles, sin embargo, a las tasas actuales de consumo, existe una demanda creciente que probablemente requiera la producción de litio de fuentes no tradicionales, como la recuperación de agua salada y corrientes de proceso de residuos. Si es económica y tecnológicamente viable, La extracción y purificación directa de litio de un sistema líquido tan complejo tendría profundos impactos económicos.

Estas innovaciones ahora son posibles gracias a esta nueva investigación. El profesor de la Universidad de Monash, Huanting Wang, dijo:"Podemos utilizar nuestros hallazgos para abordar los desafíos de la desalinización del agua. En lugar de depender de los costosos y energéticos procesos actuales, esta investigación abre el potencial para eliminar los iones de sal del agua de una manera mucho más eficiente desde el punto de vista energético y ambientalmente sostenible ".

"También, este es solo el comienzo del potencial de este fenómeno. Continuaremos investigando cómo se puede aplicar más la selectividad de iones de litio de estas membranas. Los iones de litio abundan en el agua de mar, por lo que esto tiene implicaciones para la industria minera que actualmente usa tratamientos químicos ineficientes para extraer litio de rocas y salmueras. La demanda mundial de litio necesario para la electrónica y las baterías es muy alta. Estas membranas ofrecen el potencial de una forma muy eficaz de extraer iones de litio del agua de mar, un recurso abundante y de fácil acceso ".

Sobre la base de la creciente comprensión científica de los MOF, La Dra. Anita Hill de CSIRO dijo que la investigación ofrece otro uso potencial en el mundo real para el material de próxima generación. "La perspectiva de utilizar MOF para la filtración de agua sostenible es increíblemente emocionante desde una perspectiva de interés público, mientras que ofrecer una mejor forma de extraer iones de litio para satisfacer la demanda global podría crear nuevas industrias para Australia, "Dijo el Dr. Hill.

El profesor Benny Freeman de la Universidad de Texas en Austin dice:"El agua producida a partir de campos de gas de esquisto en Texas es rica en litio. Conceptos avanzados de materiales de separación, como esto, potencialmente podría convertir este flujo de desechos en una oportunidad de recuperación de recursos. Estoy muy agradecido de haber tenido la oportunidad de trabajar con estos distinguidos colegas de Monash y CSIRO a través de la Comisión Fulbright Australiano-Estadounidense para la Cátedra Distinguida Fulbright en Ciencia de EE. UU. Tecnología e innovación patrocinada por la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) ".