Imágenes SEM de membranas nanocompuestas MWCNT-PA (poliamida de nanotubos de carbono de paredes múltiples), para PA simple, y PA con 5, 9.5, 12,5, 15,5, 17 y 20% en peso de MWCNT, donde las típicas estructuras lóbulos aparecen en la superficie. Nótese la tendencia hacia una superficie de membrana más plana a medida que aumenta el contenido de MWCNT. La barra de escala corresponde a 1,0 µm para todas las micrografías. Crédito:Copyright 2018, Springer Nature, Licenciado bajo CC BY 4.0
Un equipo de investigación de la Universidad Shinshu, Japón, ha desarrollado membranas de ósmosis inversa robustas que pueden soportar la desalinización de agua a gran escala. El equipo publicó sus resultados a principios de febrero en Informes científicos .
"Dado que más del 97 por ciento del agua del mundo es agua salina, Las plantas de desalinización por ósmosis inversa para la producción de agua dulce son cada vez más importantes para proporcionar un suministro seguro y constante. "dijo Morinobu Endo, Doctor., autor correspondiente en el artículo. Endo es un profesor distinguido de la Universidad de Shinshu y el Director Honorario del Instituto de Ciencia y Tecnología del Carbono. "Aunque la tecnología de membranas de ósmosis inversa ha estado en desarrollo durante varias décadas, nuevas amenazas como el calentamiento global y la creciente demanda de agua limpia en los centros urbanos poblados desafían los sistemas convencionales de suministro de agua ".
Las membranas de ósmosis inversa generalmente consisten en sistemas compuestos de película delgada, con una capa activa de película de polímero que restringe sustancias no deseadas, como la sal, de pasar a través de un sustrato poroso permeable. Tales membranas pueden convertir el agua de mar en agua potable, así como ayudas al riego agrícola y paisajístico, pero pueden ser costosos de operar y gastar una gran cantidad de energía.
Para satisfacer la demanda de agua potable a bajo costo, Endo dice membranas más robustas capaces de soportar condiciones difíciles, mientras permanece químicamente estable para tolerar los tratamientos de limpieza, son necesarios. La clave está en la nanotecnología del carbono.
Endo es un pionero de la síntesis de nanotubos de carbono mediante deposición química catalítica en fase de vapor. En esta investigación, Endo y su equipo desarrollaron una membrana nanocompuesta de poliamida y nanotubos de carbono de paredes múltiples, que es resistente al cloro, una de las principales causas de degradación o fallas en las membranas de ósmosis inversa. Los nanotubos de carbono añadidos crean un efecto protector que estabiliza las moléculas unidas de la poliamida contra el cloro.
"Se esperaba que la nanotecnología de carbono aporte beneficios, y este es un ejemplo prometedor de la contribución de los nanotubos de carbono a una aplicación muy crítica:la purificación de agua, "Dijo Endo." Los nanotubos de carbono y las fibras ya son refuerzos excelentes para otras aplicaciones en la ciencia y la ingeniería de materiales. y este es otro campo en el que sus propiedades excepcionales pueden utilizarse para mejorar las tecnologías convencionales ".
Los investigadores están trabajando para estabilizar y expandir la producción y el procesamiento de membranas nanocompuestas de nanotubos de carbono y poliamida de paredes múltiples.
"Actualmente estamos trabajando para ampliar nuestro método de síntesis, cuales, en principio, se basa en el mismo método utilizado para preparar las membranas de poliamida actuales, "Dijo Endo. También señaló que su equipo está planeando una colaboración para producir membranas comerciales.