Las membranas se utilizan ampliamente para separar sustancias entre sí, por ejemplo en el tratamiento de agua o diálisis renal. La tecnología de membranas ahorra energía y agua, y tiene un pequeño CO ₂ huella. Desafortunadamente, Se necesitan grandes cantidades de disolventes tóxicos para producir las membranas. El investigador de Vidi Wiebe de Vos ha desarrollado un método de producción alternativo verde, lo que hace posibles nuevas aplicaciones.

Una membrana es delgada sólido plano que funciona como un filtro fino. Por ejemplo, puede permitir que el agua pase, pero filtra las bacterias. El método de producción de membranas más comúnmente utilizado es relativamente simple y permite fabricar una amplia variedad de tamaños de poros. Desafortunadamente, este método requiere grandes cantidades de disolventes que dañan la reproducción humana y son muy difíciles de eliminar de las aguas residuales y de la propia membrana. Sin embargo, La eliminación de los disolventes de la membrana es fundamental para las aplicaciones médicas.

En la Universidad de Twente, Wiebe de Vos, quien fue recientemente nombrado profesor asociado, está trabajando en una alternativa limpia que es igual de simple. Un beneficio adicional de este método es que se puede producir una variedad aún mayor de membranas. "Este desarrollo se puede comparar con la transición que vimos con la pintura. Solía ​​estar llena de solventes dañinos, pero ahora la mayor parte de la pintura que compra en la ferretería se basa en agua. Con nuestro nuevo método de producción, estamos al borde de una transición similar a un producto más limpio en tecnología de membranas. Y lo bueno para los fabricantes es que solo necesitan hacer pequeños ajustes en sus equipos actuales ".

El método de De Vos se llama Separación de fase acuosa y se basa en polímeros cargados. "Preparamos una solución de dos polímeros diferentes con un valor de pH alto. En esas circunstancias, uno de los dos polímeros está cargado negativamente, el otro sigue siendo neutral. Sumergiendo una película de esta solución en un baño ácido, el segundo polímero gana una carga positiva. Los polímeros de carga opuesta se atraen entre sí y se agrupan, formando un nuevo material complejo. Este complejo luego precipita como una película porosa:la membrana. La velocidad a la que se agrupan los polímeros determina la estructura final de la membrana. Cuanto más rápido sea el agrupamiento, cuanto más pequeños son los agujeros. Variando parámetros como la composición y concentración de los dos polímeros, o la acidez de las soluciones, puedes crear diferentes tipos de membranas según tus necesidades ".

En un artículo reciente de la revista Materiales funcionales avanzados De Vos y sus colegas demuestran que este método conduce a membranas reproducibles en las que el tamaño de los poros se puede controlar con mucha precisión. Además, muestran que las membranas resultantes son robustas y funcionan bien en aplicaciones comunes como la filtración de agua potable.

Posibilidades adicionales

"Los polímeros cargados que utilizamos tienen propiedades especiales, que permite la creación de membranas que van más allá del alcance del método actual, "añade De Vos. Como ejemplo, previamente demostró una membrana que puede eliminar cantidades muy pequeñas de residuos de medicamentos del agua superficial, dejando intactos los minerales útiles. Esto no es posible con la generación actual de membranas que eliminan del agua tanto las sustancias nocivas como las útiles.

Los cargos también son útiles en los casos en que desea agregar alguna funcionalidad adicional a la membrana, dice De Vos. "Un ejemplo son las nanopartículas cargadas que pueden prevenir el ensuciamiento de la membrana y, por lo tanto, extender la vida útil de la membrana. Estamos en camino de crear una gran cantidad de nuevos sistemas, ", concluye." Con nuestra investigación, Espero que podamos inspirar a otros a utilizar plenamente las posibilidades de la separación de fase acuosa ".