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El tamiz de grafeno deja agua de mar, potable

El tamiz de grafeno deja agua de mar, potable
De izquierda a derecha, prototipo del filtro de óxido de grafeno y dos niveles de ampliación de sus capas


Un equipo de investigadores de la Universidad de Manchester en el Reino Unido ha creado un "tamiz" de grafeno que puede eliminar la sal del agua de mar. La invención tiene el potencial de ayudar a millones de personas sin acceso directo al agua potable.

El grafeno es una de las formas cristalinas del carbono, como el diamante y el grafito.
El tamiz creado por los científicos se hace utilizando un derivado químico, óxido de grafeno, y puede ser muy eficiente en la filtración de sal. Ahora se probará en comparación con las membranas de desalinización existentes.
Los resultados de la investigación se publicaron en la publicación científica "Nature Nanotechnology".

Instalaciones

El grafeno fue descubierto en 1962 pero poco estudiado hasta que fue redescubierto, aislado y caracterizado por investigadores de la Universidad de Manchester en 2004. Consiste en una delgada capa de átomos de carbono dispuestos en una especie de red hexagonal.

Sus propiedades inusuales, como su fuerza elástica y su conductividad eléctrica, la han convertido en uno de los metales más prometedores para futuras aplicaciones.
Pero hasta ahora, ha sido difícil y costoso producir barreras de grafeno a escala industrial con los métodos existentes.
Vea el artículo que explica la forma altamente eficiente que China está haciendo el grafeno => https://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/19893507/China-produce-grafeno-a-partir-de-biomasa-de-maiz.html

Rahul Nair, quien dirigió la investigación, revela, sin embargo, que el óxido de grafeno puede hacerse fácilmente en el laboratorio.

"En la forma de una solución o pintura, podemos aplicarla a un material poroso y utilizarlo como una membrana.En términos de costo de los materiales y la escala de producción, tiene más ventajas potenciales que el grafeno en una capa".

"Para que la capa normal de grafeno sea permeable, hay que hacer pequeños agujeros en ella, pero si esos agujeros son más grandes que un nanómetro, las sales se escapan a través de ellos. Tendrías que hacer una membrana con un agujero muy uniforme con menos de Un nanómetro y se puede utilizar en la desalación.

Las membranas hechas de óxido de grafeno demostraron ser capaces de filtrar nanopartículas, moléculas orgánicas e incluso sales de cristales más grandes. Pero hasta ahora, no podían utilizarse para filtrar sales comunes, que requieren tamices aún mayores.

Trabajos anteriores mostraron que las membranas de óxido de grafeno se hincharon ligeramente cuando se sumergieron en agua, lo que permitió que las sales más pequeñas pasaran por sus poros junto con las moléculas de agua.
Ahora, Nair y sus colegas han demostrado que la colocación de paredes hechas de resina epoxi a cada lado de la membrana de grafeno es suficiente para frenar esta hinchazón.
Esto también permitió a los científicos ajustar las propiedades de la membrana, permitiendo más o menos sal, por ejemplo.

Promesa

Para 2025, la ONU estima que el 14% de la población mundial enfrentará escasez de agua.
Si bien los efectos del cambio climático continúan reduciendo los embalses que abastecen a las ciudades, los países más ricos también invierten en tecnologías de desalación como una alternativa.

En la actualidad, las plantas de desalinización en todo el mundo utilizan membranas hechas de polímeros.
"Nuestro próximo paso es comparar las membranas de óxido de grafeno con el material más sofisticado disponible en el mercado", dice Rahul Nair.
Pero en un artículo que acompaña a la investigación en la revista Nature Nanotechnology, Ram Devanathan, del Pacific Northwest National Laboratory en los Estados Unidos, dijo que se necesitarían más estudios para producir realmente membranas de óxido de grafeno de bajo costo ya escala industrial.

El equipo británico aún tiene que demostrar la durabilidad de la membrana durante el contacto prolongado con el agua de mar y asegurar que es resistente a la acumulación de sales y material biológico - el fenómeno requiere que las barreras de desalinización de hoy sean limpiadas o reemplazadas periódicamente.

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