Nanotecnologia

Peneira de óxido de grafeno tira sal da água do mar

Peneira de óxido de grafeno tira sal da água do mar
Ilustração mostra como membrana de óxido de grafeno pode separar o sal da água.[Imagem: Universidade de Manchester]

Dessalinização

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Manchester, no Reino Unido, criou uma "peneira" de um parente do grafeno que consegue remover o sal da água do mar.

Se puder ser fabricada em larga escala, a membrana de separação tem o potencial de ajudar milhões de pessoas sem acesso direto a água potável.

O grande problema com o grafeno é justamente a dificuldade de fabricá-lo, mesmo em quantidades para experimentos de laboratório. Para usá-lo como filtro, seria necessário dotá-lo de uma matriz de furos, cada furo com um diâmetro menor do que um nanômetro - algo impraticável com a tecnologia atual.

Por isso, Jijo Abraham e seus colegas usaram o óxido de grafeno, que é mais fácil de fabricar e manipular.

"Em forma de solução ou tinta, podemos aplicá-lo em um material poroso e usá-lo como membrana. Em termos de custo do material e produção em escala, ele tem mais vantagens em potencial do que o grafeno em uma camada," relatou o professor Rahul Nair, que liderou a pesquisa.

Peneira de óxido de grafeno tira sal da água do mar
Da esquerda para a direita, protótipo do filtro de óxido de grafeno e dois níveis de ampliação de suas camadas. [Imagem: Jijo Abraham et al. - 10.1038/nnano.2017.21]

Inchaço indesejável

As membranas feitas de óxido de grafeno já provaram ser capazes de filtrar nanopartículas, moléculas orgânicas e até sais de cristais maiores. Contudo, elas ficam levemente inchadas quando imersas em água, o que permite que sais menores passem por seus poros juntamente com moléculas de água.

Abraham e seus colegas demonstraram que colocar paredes feitas de resina epóxi em cada lado da membrana de grafeno é suficiente para frear este inchaço, além de permitir ajustar as propriedades da membrana, deixando passar mais ou menos sal, por exemplo.

Dificuldades práticas

"Nosso próximo passo é comparar as membranas de óxido de grafeno com o material mais sofisticado disponível no mercado", diz Rahul Nair.

Mas em um artigo que acompanha a pesquisa na revista Nature Nanotechnology, Ram Devanathan, do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, nos EUA, disse que seria preciso mais experimentos para conseguir, de fato, produzir membranas de óxido de grafeno a baixo custo e em escala industrial.

Segundo ele, a equipe britânica ainda precisa demonstrar a durabilidade da membrana durante o contato prolongado com a água do mar e garantir que ela é resistente ao acúmulo de sais e de material biológico - o fenômeno requer que as barreiras de dessalinização existentes hoje sejam limpas ou substituídas periodicamente.

Bibliografia:

Tunable sieving of ions using graphene oxide membranes
Jijo Abraham, Kalangi S. Vasu, Christopher D. Williams, Kalon Gopinadhan, Yang Su, Christie T. Cherian, James Dix, Eric Prestat, Sarah J. Haigh, Irina V. Grigorieva, Paola Carbone, Andre K. Geim, Rahul R. Nair
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/nnano.2017.21

Ion sieving and desalination: Energy penalty for excess baggage
Ram Devanathan
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/nnano.2017.53




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