Los equipos de investigación están probando diferentes enfoques dentro del campo de la nanotecnología para mejorar las tecnologías de membranas de agua. Uno de ellos es mejorar la purificación del agua mediante el uso de canales de transporte de agua propios de la naturaleza, acuaporinas. Sin embargo, la construcción de membranas adecuadas para procesos industriales es un desafío.
Las membranas para la purificación de agua se utilizan en muchas aplicaciones y actualmente se están desarrollando diferentes tipos de membranas. Ninguna membrana puede filtrar y purificar el agua por completo, pero se realizan mejoras utilizando nuevos tipos de membranas.
En el proyecto MEMBAQ (Incorporation of Aquaporins in Membranes for Industrial Applications) financiado por la Comisión Europea, los investigadores están aprovechando una estructura única que la naturaleza ya ha creado. cuando están desarrollando una invención nanotecnológica. Están inspirados en los canales de transporte de agua de las membranas celulares compuestos por proteínas llamadas acuaporinas. Solo se dejan pasar moléculas de H2O puras. Se han incorporado diferentes tipos de membranas de filtración de agua con estas acuaporinas, en la búsqueda de una tecnología de membrana de agua nanobiotecnológica revolucionaria que pueda eliminar partículas y patógenos del agua de manera mucho más eficiente, en comparación con otras membranas del mercado.
El principal desafío en este momento es hacer que las membranas sean aplicables a los procesos industriales. Sin embargo, los científicos han recorrido un largo camino apoyando las acuaporinas con una capa de hidrogel flexible y similar a un tejido y luego estabilizando esta capa con una película de teflón perforada, capaz de contener gotas de hidrogel y acuaporina. El objetivo del proyecto es desarrollar membranas capaces de, por ejemplo, reciclar las aguas residuales en agua potable y desalinizar el agua. Además, esta tecnología podría servir a los clientes que trabajan en semiconductores, ya que usan mucha agua ultrapura, y podría hacer que esta industria sea más ecológica al reducir la energía necesaria durante el proceso de purificación del agua. Si todo sale según lo planeado, Se ofrecerá a los clientes una membrana que es de cinco a diez veces más eficiente que las membranas actualmente disponibles en el mercado.
Investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado otra forma de mejorar la purificación del agua mediante un enfoque nanotecnológico. Han electrificado una membrana de algodón, recubierto con nanocables y nanotubos de plata, para matar patógenos. Este mecanismo eléctrico se utiliza en lugar de la exclusión de tamaño. Los poros más grandes permiten que el agua fluya a través de aproximadamente 80, 000 veces más rápido de lo que permiten las membranas que atrapan bacterias y también permiten evitar la obstrucción de las membranas. Se necesitan múltiples etapas de filtrado, ya que una membrana electrificada solo mata al 98 por ciento de los patógenos. Los investigadores han demostrado que la electricidad necesaria para hacer circular la corriente a través de la membrana podría ser tan baja como una quinta parte de la energía que necesita una bomba de filtración. cuando se deja pasar una cantidad de agua comparable.
El mercado de diferentes membranas que pueden purificar el agua está creciendo y los clientes pronto tendrán la posibilidad de elegir una membrana que se adapte mejor a sus necesidades.
