Anteriormente, se demostró que las membranas de óxido de grafeno eran completamente impermeables a todos los disolventes excepto al agua. Sin embargo, un estudio publicado en Materiales de la naturaleza , ahora muestra que podemos adaptar las moléculas que pasan a través de estas membranas simplemente haciéndolas ultrafinas.

El equipo de investigación dirigido por el profesor Rahul Nair en el Instituto Nacional de Grafeno y la Escuela de Ingeniería Química y Ciencias Analíticas de la Universidad de Manchester adaptó esta membrana para permitir el paso de todos los disolventes, pero sin comprometer su capacidad de tamizar las partículas más pequeñas.

En las membranas ultrafinas recientemente desarrolladas, Las láminas de óxido de grafeno se ensamblan de tal manera que los poros formados durante el ensamblaje están interconectados por nanocanales de grafeno. que produce un tamiz a escala atómica que permite el gran flujo de disolventes a través de la membrana.

Esta nueva investigación permite la expansión en las aplicaciones de membranas basadas en grafeno desde la desalinización de agua de mar hasta la nanofiltración con solventes orgánicos (OSN). A diferencia de la desalinización del agua de mar, que separan las sales del agua, La tecnología OSN separa compuestos orgánicos cargados o no cargados de un solvente orgánico.

Como ejemplo, Los científicos de Manchester demostraron que se pueden diseñar membranas de óxido de grafeno para eliminar por completo varios tintes orgánicos tan pequeños como un nanómetro disuelto en metanol.

El profesor Nair dijo:"Solo por diversión, Incluso filtramos whisky y coñac a través de la membrana de óxido de grafeno. La membrana permitió que el alcohol pasara pero eliminó las moléculas más grandes, que le da el color ambarino. El whisky claro huele similar al whisky original, pero no podemos beberlo en el laboratorio. ¡sin embargo, fue un divertido experimento de la noche del viernes! "

Las membranas recientemente desarrolladas no solo filtran las moléculas pequeñas, sino que también aumentan la eficiencia de la filtración al aumentar la velocidad de flujo del disolvente.

El profesor Nair añadió:"La separación química tiene que ver con la energía, varios procesos de separación química consumen aproximadamente la mitad del uso de energía industrial. Cualquier nuevo proceso de separación eficiente minimizará el consumo de energía, que tiene una gran demanda ahora. Para 2030, se prevé que el mundo consuma un 60% más de energía que en la actualidad ".

Dr. Su, quien dirigió el experimento agregó "Las membranas desarrolladas no solo son útiles para filtrar alcohol, pero el tamaño preciso del tamiz y el alto flujo abren una nueva oportunidad para separar moléculas de diferentes disolventes orgánicos para las industrias química y farmacéutica. Este desarrollo es particularmente importante porque la mayoría de las membranas basadas en polímeros existentes son inestables en disolventes orgánicos, mientras que la membrana de óxido de grafeno desarrollada es muy estable ".

Las membranas de óxido de grafeno desarrolladas en el Instituto Nacional de Grafeno han atraído una gran atención para las aplicaciones de filtración y desalinización de agua. proporcionando una posible solución a la escasez de agua.

Mediante el uso de membranas ultrafinas, este es el primer experimento claro que muestra cómo se pueden filtrar otros disolventes, demostrando que existe potencial para la nanofiltración de solventes orgánicos.

Grafeno:el primer material bidimensional del mundo es conocido por sus superlativos versátiles, puede ser tanto hidrofóbico como hidrofílico, más fuerte que el acero, flexible, flexible y un millón de veces más delgado que un cabello humano.

Esta investigación ha cambiado la percepción de lo que son capaces de hacer las membranas de óxido de grafeno y cómo podemos usarlas. Al poder diseñar estas membranas para filtrar moléculas o disolventes específicos, abre nuevos usos potenciales que antes no se habían explorado.