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Membranas de óxido de grafeno aplicadas à dessalinização

Avançam as pesquisas para a aplicação comercial das membranas de óxido de grafeno na dessalinização

 

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Professor Rahul Nair (à dir.) com Jijo Abraham, estudante PhD (centro), e Dr. Vasu Siddeswara Kalangi, pesquisador

 

“Se tudo correr como planejado, a minha expectativa é que teremos membranas de óxido de grafeno em produção em larga escala nos próximos cinco anos”, diz Rahul Nair, professor de física de materiais e pesquisador universitário da Royal Society no National Graphene Institute e da escola de Engenharia Química e Ciências Analíticas, na Universidade de Manchester, Reino Unido.

É um cronograma ambicioso. Mas a pesquisa de Nair progrediu rapidamente desde que seu grupo publicou um artigo sobre o óxido de grafeno na Nature em 2012, demonstrando suas propriedades únicas que permitem a passagem da água, mas bloqueiam moléculas maiores como solventes.

“Na época, havia especulações sobre o uso desta membrana para filtração de água ou dessalinização”, diz Nair. No entanto, em 2014, o próximo paper demonstrou que o sal na água do mar de fato passou pela membrana de óxido de grafeno com um tamanho de corte de cerca de um nanômetro.

“Então, isso não foi bom para dessalinização, mas foi bom para aplicações de nanofiltração”, acrescenta Nair.

O desafio para a equipe em Manchester foi que as membranas de óxido de grafeno aumentam de volume quando imersas em água e que esse alargamento dos poros permite que o cloreto de sódio passe por eles. A partir de 2014, o grupo concentrou-se no ajuste do tamanho da malha, tentando diferentes abordagens químicas e físicas, de modo que ela poderia filtrar sais comuns como o cloreto de sódio.

“Descobriu-se que o confinamento físico era a melhor abordagem. Criamos uma malha ajustável. Colocamos um revestimento de epóxi em ambos os lados da membrana que impede o aumento de volume e, portanto, o cloreto de sódio não pode passar “, explica Nair.

Próximos passos

O seu último trabalho, publicado na Nature Nanotechnology em abril de 2017, é uma prova válida da aplicação de uma membrana de óxido de grafeno em dessalinização, com base em uma configuração de laboratório e com água salina. O próximo passo é testar as membranas com água do mar e em aplicações da vida real.

“Há muitos experimentos a serem realizados no futuro para comparar a nossa membrana com o estado da arte de outras membranas, e para mostrar o potencial real”, diz Nair.

A equipe está em negociações com parceiros comerciais para possivelmente levar o programa para o próximo nível.

“Nós já conhecemos muitos usuários finais que querem essa membrana, e queremos um parceiro com a expertise de engenharia que possa fazer isso em uma produção em grande escala. É isso que estamos vendo”.

Ele espera dentro de dois anos ter dados mais sólidos comparando a membrana de óxido de grafeno com as membranas líderes do mercado e, em seguida, outros três anos de trabalho para a produção em escala.

“Então, em um caso ideal, levaremos cinco anos”, diz ele.

Fonte: Desalination Biz, adaptado por Portal Tratamento de Água – www.tratamentodeagua.com.br