Según la Organización Mundial de la Salud, Aproximadamente 785 millones de personas en todo el mundo carecen de una fuente limpia de agua potable. A pesar de la gran cantidad de agua en la Tierra, la mayor parte es agua de mar y el agua dulce representa sólo alrededor del 2,5% del total. Una de las formas de proporcionar agua potable limpia es desalar el agua de mar. El Instituto Coreano de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción (KICT) ha anunciado el desarrollo de una membrana de nanofibras electrohiladas de rendimiento estable para convertir el agua de mar en agua potable mediante un proceso de destilación de membranas.

La humectación de membranas es el problema más desafiante en la destilación de membranas. Si una membrana se humedece durante la operación de destilación de la membrana, la membrana debe ser reemplazada. La humectación progresiva de la membrana se ha observado especialmente para operaciones a largo plazo. Si una membrana se moja por completo, la membrana conduce a un rendimiento de destilación de membrana ineficaz, a medida que la alimentación fluye a través de la membrana dando lugar a un permeado de baja calidad.

Un equipo de investigación en KICT, dirigido por el Dr. Yunchul Woo, ha desarrollado membranas de nanofibras electrohiladas coaxiales fabricadas con una nanotecnología alternativa, que es electrohilado. Esta nueva tecnología de desalinización muestra que tiene el potencial de ayudar a resolver la escasez de agua dulce en el mundo. La tecnología desarrollada puede prevenir problemas de humectación y también mejorar la estabilidad a largo plazo en el proceso de destilación por membrana. Las nanofibras de las membranas deben formar una estructura jerárquica tridimensional para obtener una mayor rugosidad de la superficie y, por lo tanto, una mejor hidrofobicidad.

La técnica de electrohilado coaxial es una de las opciones más favorables y sencillas para fabricar membranas con estructuras jerárquicas tridimensionales. El equipo de investigación del Dr. Woo utilizó poli (fluoruro de vinilideno-co-hexafluoropropileno) como núcleo y aerogel de sílice mezclado con una baja concentración del polímero como vaina para producir una membrana compuesta coaxial y obtener una superficie de membrana superhidrófoba. De hecho, El aerogel de sílice exhibió una conductividad térmica mucho menor en comparación con la de los polímeros convencionales, lo que condujo a un aumento del flujo de vapor de agua durante el proceso de destilación por membrana debido a una reducción de las pérdidas de calor por conducción.

La mayoría de los estudios que utilizaron membranas de nanofibras electrohiladas en aplicaciones de destilación de membranas funcionaron durante menos de 50 horas, aunque mostraron un alto rendimiento de flujo de vapor de agua. De lo contrario, El equipo de investigación del Dr. Woo aplicó el proceso de destilación por membrana utilizando la membrana de nanofibras electrohiladas coaxial fabricada durante 30 días. que es 1 mes.

La membrana coaxial de nanofibras electrohiladas realizó un rechazo de sal del 99,99% durante 1 mes. Según los resultados, la membrana funcionó bien sin problemas de humedad y suciedad, debido a su bajo ángulo de deslizamiento y propiedades de conductividad térmica. La polarización de la temperatura es uno de los inconvenientes importantes de la destilación por membrana. Puede disminuir el rendimiento del flujo de vapor de agua durante la operación de destilación por membrana debido a las pérdidas de calor por conducción. La membrana es adecuada para aplicaciones de destilación de membrana a largo plazo, ya que posee varias características importantes como, ángulo de deslizamiento bajo, baja conductividad térmica, evitando la polarización de la temperatura, y reducción de problemas de humectación e incrustaciones mientras se mantiene un alto rendimiento de flujo de vapor de agua sobresaturado.

El equipo de investigación del Dr. Woo señaló que es más importante tener un proceso estable que un alto rendimiento de flujo de vapor de agua en un proceso de destilación de membrana disponible comercialmente. El Dr. Woo dijo que "la membrana de nanofibras electrohilada coaxial tiene un gran potencial para el tratamiento de soluciones de agua de mar sin sufrir problemas de humectación y puede ser la membrana adecuada para aplicaciones de destilación de membrana a escala piloto y a escala real".