Los recursos de agua dulce del mundo son escasos. Según las Naciones Unidas, la escasez de agua afecta a unos 1.900 millones de personas y 2.100 millones viven con servicios de agua potable que no se gestionan de manera segura. El punto crítico de la escasez de agua ha llevado a los científicos abusque formas nuevas y eficientes de aprovechar al máximo las fuentes no tradicionales, como el agua de mar, las aguas salobres y las aguas residuales.
Las membranas de polímero, que actúan como un filtro para desalinizar y eliminar selectivamente los contaminantes de varias fuentes de agua, han ayudado al tratamiento del agua, pero su selectividad sigue siendo un desafío significativo cuando se trata de filtrar propiedades químicas, un riesgo potencial para el medio ambiente y los humanossalud.
Los ingenieros químicos y biomoleculares de la Universidad de Notre Dame y la Universidad de Purdue estudiaron membranas de polímeros de bloque autoensamblados, que permiten tamaños de poro uniformes y personalizables, como plataforma para sistemas de tratamiento de agua. El estudio, publicado en Revistas de socios de la naturaleza - Agua limpia , determinó que la plataforma tiene el potencial de avanzar en las tecnologías de tratamiento de agua.
"La mayoría de las membranas de última generación para el tratamiento del agua están diseñadas para permitir que el agua pase mientras filtra los contaminantes", dijo William Phillip, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de Notre Dame. "Este enfoque limita lacapacidad de eliminar o recuperar especies disueltas en función de su identidad química. Lo interesante de las membranas de polímero en bloque autoensambladas es que puede diseñar la química de nanoestructura y pared de poros de la membrana a través del diseño de las moléculas de polímero en bloque.potencial para abrir una variedad de nuevos mecanismos de separación que pueden aislar especies basadas en la identidad química, lo que a su vez podría ayudar a permitir la reutilización descentralizada de aguas residuales ".
Phillip y el equipo de investigación se centraron en las membranas de polímero en bloque debido a sus nanoestructuras y funcionalidad bien definidas. Fueron capaces de diseñar molecularmente las propiedades químicas del polímero para crear grandes áreas de membrana de alto rendimiento, reducir el tamaño de poro y diseñar dispositivos multifuncionalesQuímicos de la pared de poros para la separación específica de soluto. Las membranas se pueden personalizar esencialmente dependiendo de la fuente de agua y el tratamiento necesario.
Las membranas que son más selectivas y más resistentes a ciertas exposiciones como el cloro o el ácido bórico y son menos propensas a acumular propiedades no deseadas, o incrustaciones, que las opciones actuales de última generación podrían mejorar el tratamiento de varias manerasPodrían reducir la cantidad de pasos de filtración necesarios para el riego, controlar las concentraciones de cloro en el sistema para ayudar a prevenir los efectos de la bioincrustación y reducir las demandas químicas de limpieza de membranas, reduciendo los costos operativos y el impacto ambiental.
Las aplicaciones globales son significativas cuando se consideran aquellas poblaciones sin agua potable adecuada y recursos limitados.
La transición de la tecnología del laboratorio a la práctica presenta su propio conjunto de desafíos que deberán abordarse en los próximos años. Sin embargo, los investigadores esperan que la transición se pueda hacer ya que varias de las técnicas utilizadas para generar autoensambladolos polímeros de bloque son consistentes con las prácticas actuales de fabricación de membranas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Notre Dame . Original escrito por Jessica Sieff. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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