Membrana de nanofibra filtra 99,9% do sal em minutos

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A Organização Mundial da Saúde estima que mais de 785 milhões de pessoas carecem de uma fonte limpa de água potável. Embora 71% da superfície da Terra seja coberta por água do mar, não podemos beber essa água. Cientistas de todo o mundo têm trabalhado para encontrar maneiras eficientes de dessalinizar a água do mar de forma barata. Agora, uma equipe de cientistas coreanos pode ter encontrado uma maneira de fazer isso em minutos.

A água doce, necessária para a maioria das atividades humanas, representa apenas 2,5% do total de água disponível no planeta. As mudanças nas condições climáticas estão resultando em mudanças na precipitação e rios secos, levando os países a declarar escassez de água pela primeira vez em sua história. Não é de surpreender que a dessalinização da água do mar seja a maneira mais fácil de resolver esse problema. Mas esses processos têm suas próprias limitações. Uma dessas limitações é a umectação da membrana.

Ao usar membranas para filtrar a água do mar, a membrana deve permanecer seca por longos períodos de tempo. Se a membrana ficar molhada, o processo de filtração torna-se ineficaz e permite que grandes quantidades de sal passem através da membrana. Para operações de longo prazo, observou-se regularmente umedecimento progressivo da membrana, que pode ser resolvido com a troca da membrana.

O pesquisador Yunchul Woo e sua equipe do Instituto Coreano de Engenharia Civil e Tecnologia de Construção (KICT) desenvolveram uma membrana menos suscetível à umidade e estável a longo prazo.

A membrana é feita de nanofibras que foram fabricadas em uma estrutura hierárquica tridimensional. Isso foi obtido usando um tipo de nanotecnologia chamada eletrofiação. Usando essa tecnologia, os pesquisadores conseguiram fabricar uma membrana altamente hidrofóbica, ou seja, repelente à água.

A natureza hidrofóbica da membrana é útil porque é projetada para não permitir a passagem de moléculas de água. Em vez disso, uma diferença de temperatura é aplicada nos dois lados da membrana que faz com que a água de uma extremidade evapore em vapor d'água. A membrana permite a passagem do vapor de água, que então se condensa no lado mais frio. Chamado de destilação por membrana, este é um método comumente usado de dessalinização usando membranas. Como as partículas de sal não são convertidas para o estado gasoso, elas são deixadas de fora de um lado da membrana, dando água altamente purificada do outro lado.

Os pesquisadores coreanos também usaram aerogel de sílica em seu processo de fabricação de membrana, o que aumentou ainda mais o fluxo de vapor de água através da membrana, proporcionando acesso mais rápido à água dessalinizada. A equipe testou sua tecnologia para operação contínua por 30 dias e descobriu que a membrana continuou a filtrar 99,9% de sal sem problemas de umidade.

O estudo de pesquisa foi publicado no Journal of Membrane Science.