Un nuevo enfoque sobre la desanilización del agua
Láminas de grafeno con poros controlados con gran precisión tienen el potencial de purificar el agua de manera más eficiente que los métodos actuales.
La disponibilidad de agua potable es cada vez más escasa en muchas partes del mundo, un problema que se espera que aumente conforme aumente la población. Una fuente prometedora de agua potable es el suministro de agua de mar, pero hasta el momento las tecnologías de desalinización son demasiado caras para un uso masivo.
Ahora, investigadores del MIT han logrado un nuevo enfoque usando un tipo distinto de material de filtrado: láminas de grafeno, una forma de carbono de un átomo de grosor que dicen que puede ser más eficiente y posiblemente mucho más barato que los sistemas de desalinización actuales.
“No hay mucha gente trabajando en desalinización desde el punto de vista de los materiales”, dice Jeffrey Grossman, Profesor de Ingeniería de Energía en el Departamento de Ciencias de los Materiales e Ingeniería del MIT.
Grossman y el estudiante graduado David Cohen-Tanugi, autor principal del artículo, se propusieron “controlar las propiedades del material hasta el nivel atómico”, produciendo una lámina de grafeno perforada con agujeros de tamaño preciso. También añadieron otros elementos al material provocando que los bordes de estas minúsculas aperturas interactuasen químicamente con las moléculas de agua — repeliéndolas o atrayéndolas.
Un método común de desalinización, conocido como ósmosis inversa, usa membranas para filtrar la sal del agua. Pero estos sistemas requieren de presiones extremadamente altas – y por tanto del uso de energía – para obligar al agua a pasar a través de las gruesas membranas, que son unas mil veces más gruesas que el grafeno. El nuevo sistema de grafeno funciona a una presión mucho menor, y por tanto podría purificar el agua a un coste mucho más bajo, dicen los investigadores.
Los mecanismos fundamentales de separación de la sal del agua son muy complejos, es muy difícil realizar experimentos en la escala de moléculas individuales e iones. Pero los nuevos sistemas basados en el grafeno, funcionan cientos de veces más rápido que las técnicas actuales, con la misma presión.
La clave del nuevo proceso es el preciso control del tamaño de los agujeros en la lámina de grafeno. El tamaño ideal es de aproximadamente un nanómetro, o una milmillonésima de metro. Si los agujeros fuesen un poco menores – 0,7 nanómetros — el agua dejaría de fluir.
Por ahora, Grossman y Cohen-Tanugi han estado realizando simulaciones por ordenador del proceso para determinar sus características óptimas. “Empezaremos a trabajar con prototipos este verano”, dice Grossman.
Dado que el grafeno es un material tan fuerte, las membranas deberían ser más perdurables que las usadas actualmente en la ósmosis inversa.
Desanilización mediante grafeno: Cuando las moléculas de agua (rojo y blanco) y los iones de sodio y cloro (verde y púrpura) de agua salada, a la derecha, se encuentran con una hoja de grafeno (azul pálido, centro) perforada por orificios del tamaño adecuado, el agua pasa (a la izquierda ), pero el sodio y el cloro de la sal se bloquean.
http://web.mit.edu/newsoffice/2012/graphene-water-desalination-0702.html
http://grafeno.com/un-nuevo-enfoque-sobre-la-desalinizacion-del-agua/
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