En busca de una mejor forma de desalar el agua, un equipo de investigadores dirigido por Yale ha recurrido al material del traje de baño en busca de inspiración.

Osmosis inversa, que utiliza membranas para eliminar las sales no deseadas, ha sido el estándar de oro para la desalinización y la reutilización de aguas residuales. El desafío al que se han enfrentado los científicos, sin embargo, es que el material que mejor filtra las impurezas, la poliamida, es altamente susceptible al cloro. Aunque el cloro suele ser útil para limpiar membranas, puede degradar las membranas de poliamida.

Los científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Yale y Nanjing han creado una membrana resistente al cloro, lo que los investigadores llaman "el santo grial de la industria", que podría hacer avanzar significativamente el campo para afrontar mejor los desafíos mundiales del suministro de agua. Resultados de su trabajo, dirigido por Menachem Elimelech de Yale, el Profesor Roberto C. Goizueta de Ingeniería Química y Ambiental, fueron publicados el 5 de octubre en la revista Sostenibilidad de la naturaleza .

Con sus métodos de fabricación, Elimelech dijo:han creado una tecnología escalable para membranas de ósmosis inversa robustas que tiene el potencial de producción de bajo costo necesaria para grandes, aplicación en el mundo real.

"Estas membranas pueden permitir una forma más económica y ambientalmente sostenible de desalinizar y reutilizar las aguas residuales, y satisfacer las necesidades de suministro de agua dulce en el siglo XXI, " él dijo.

Un componente clave fue la elección del material. "Estamos usando una membrana de poliéster, "dijo Ryan DuChanois, estudiante de posgrado en el laboratorio de Elimelech. "Una de nuestras inspiraciones fueron los trajes de baño, que están hechos de materiales de poliéster, y obviamente, son resistentes al cloro ".

El uso de poliéster se ha considerado previamente, sin éxito. Aquellas membranas de poliéster anteriores no tenían la misma capacidad para rechazar la sal que una membrana de poliamida. Esto llevó al equipo de investigación a probar un enfoque de varios niveles.

"Tomamos la primera capa, que es una membrana de nanofiltración convencional que es susceptible al ataque del cloro y, además, ponemos capas de poliester, "dijo Xuan Zhang, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Nanjing. "Si solo usáramos la capa de poliéster y no la capa de nanofiltración, no formaría una membrana de ósmosis inversa densa, por lo que la formación del poliéster que se produce dentro de los poros de la membrana de nanofiltración fue fundamental para crear una membrana de ósmosis inversa ".

La membrana multicapa no solo demostró ser resistente al cloro, se comportó tan bien como la membrana de poliamida convencional en términos de permeabilidad al agua y rendimiento de desalación.

"La gente ha intentado durante mucho tiempo encontrar la química para una membrana de ósmosis inversa que también sea resistente al cloro, ", Dijo DuChanois." Hemos sabido cómo abordar uno u otro, pero no los dos juntos, así que el hecho de que tomamos un material resistente al cloro y lo convertimos en una membrana de ósmosis inversa fue emocionante ".

Zhang dijo que los investigadores trabajarán en la optimización de la tecnología para que sea escalable para el uso de la industria.

"Evaluaremos algunas otras propiedades de la membrana de poliéster e intentaremos simplificar aún más el método de fabricación de la membrana para satisfacer la necesidad de procesamiento industrial". "Dijo Zhang.