Una membrana compuesta de polímeros en bloque tiene los tamaños de poros uniformes y personalizables necesarios para filtrar o recuperar determinadas sustancias de las aguas residuales. dicen los investigadores en una revisión publicada en npj agua limpia .

Algunas partes del mundo tienen una necesidad cada vez mayor de generar agua potable a partir de aguas residuales debido a la descarga excesiva de productos químicos en las fuentes de agua típicas o la falta de lluvia. Investigadores de la Universidad de Purdue y la Universidad de Notre Dame creen que una membrana de polímero en bloque no solo podría mejorar la desalinización y filtración de aguas residuales, pero también podría usarse en los próximos procesos híbridos de tratamiento de agua que recuperan simultáneamente sustancias para otros fines.

"Las membranas de nanofiltración actuales que se utilizan para la desalinización tienden a separar las cosas según el tamaño y las interacciones electrostáticas, pero no identidad química, "dijo Bryan Boudouris, Profesor asociado de ingeniería química Robert y Sally Weist de Purdue. "Si, para empezar, adaptamos la membrana adecuada a la aplicación correcta, entonces se utiliza menos energía ".

Un problema con las membranas de nanofiltración son los tamaños de poro irregulares que tienden a permitir que entre demasiada sustancia en el agua filtrada. Debido a los fuertes enlaces covalentes que unen los bloques de diferentes polímeros en una membrana de polímero en bloque, Se forman agujeros a nanoescala en oposición a los de macroescala entre los polímeros. Esto da como resultado un patrón más denso de poros más pequeños, todos del mismo tamaño en toda la membrana, que los ingenieros pueden ajustar para prohibir la entrada de una variedad de partículas.

Los polímeros de bloque también abordan el hecho de que diferentes sustancias responden a las membranas de manera diferente debido a las propiedades químicas. Modificando el tercer bloque, que recubre el interior de la abertura de un poro, atrae ciertas moléculas sobre otras.

"El tercer bloque es algo que podemos controlar razonablemente bien y, Ojalá, que, en última instancia, controla el rechazo o la absorción de cosas en el agua o el líquido que desea eliminar, "dijo David Corti, Profesor de Purdue de ingeniería química.

La capacidad de personalizar el tamaño de los poros y la química significa que las membranas de polímero en bloque podrían recuperar recursos valiosos de manera más efectiva. como el oro y la plata, y metales pesados ​​que deben eliminarse de una manera particular o recolectarse para otros usos, Dijo Boudouris.

Al hacerlo, las membranas serían ideales para eventuales procesos híbridos de tratamiento de agua, que desalinizan el agua, recuperan nutrientes y capturan metales.

"En futuros procesos híbridos, un paso de desalinización puede ser un paso de acabado final para producir agua potable después de que se utilicen varios pasos aguas arriba para recuperar material o energía de una corriente de aguas residuales, "dijo William Phillip, Profesor asociado de ingeniería química y biomolecular de la Universidad de Notre Dame.

Si bien las membranas de polímero en bloque serían un poco más caras de producir que las membranas de nanofiltración, su capacidad de recuperación y capacidad para reducir la demanda química para la limpieza de membranas significa menos inversión de capital e impacto ambiental.

"Si se puede aprovechar el potencial de las membranas de polímero en bloque para aplicaciones de desalinización, y estas membranas son más selectivas y más resistentes que las membranas de desalinización de última generación actuales, su mayor costo podría compensarse con la capacidad de reducir los costos operativos y de capital de la desalinización, "Dijo Phillip.

La multifuncionalidad de un polímero en bloque no se limita a las instalaciones de tratamiento de agua; los mochileros también pueden hacer uso de estas membranas durante las excursiones de senderismo.

"Los filtros utilizados por los mochileros están equipados con una variedad de diferentes tipos de membranas de tamaño selectivo, por lo que las películas de polímero en bloque podrían utilizarse como posibles reemplazos, "Dijo Phillip.