Scienze

Il setaccio al grafene che desalinizza l'acqua di mare

Una nuova ricerca dimostra la possibilità di regolare i pori nelle maglie delle membrane che filtrano i sali,  e di produrne facilmente su scala industriale.

La desalinizzazione dell'acqua di mare - una delle tecnologie per risolvere il problema mondiale della scarsità di riserve idriche - potrebbe essere in futuro un po' più semplice. Un gruppo di ricercatori inglesi è riuscito a rendere più efficienti i filtri a base di grafene per rimuovere i sali dall'acqua, mettendo a punto membrane dai nanopori regolabili. La ricerca è descritta su Nature Nanotechnology.

Le premesse. Rahul Nair e i colleghi dell'Università di Manchester avevano già dimostrato le potenzialità dei filtri a base di ossido di grafene, più economico e facile da produrre in laboratorio rispetto ai singoli strati di grafene. L'ossido di grafene, in soluzione o inchiostro, viene sovrapposto a un sostrato poroso, e quindi usato come membrana filtrante.

Questi "setacci" sono già stati impiegati per filtrare molecole organiche o sali complessi, ma finora non erano utilizzabili per il filtraggio di sali comuni, per i quali servono pori ancora più piccoli. Il problema era, che una volta in acqua, le membrane a base di ossido di grafene si gonfiavano, allargando le maglie e perdendo parte del potere filtrante.

Bloccata. Il gruppo di Nair ha risolto la questione applicando, su entrambi i lati del setaccio, una resina epossidica (un polimero impiegato nei rivestimenti e nelle colle), che riesce a impedirne il rigonfiamento. Regolando la quantità di questa sostanza si riesce anche a modulare la grandezza dei pori, filtrando così il comune cloruro di sodio dall'acqua, che diviene potabile.

La ragione chimica. Quando i sali comuni sono disciolti in acqua, attorno alle loro molecole si forma uno "scudo" di molecole d'acqua che rende quelle particelle troppo ingombranti per passare attraverso i setacci. Al contrario, le molecole "semplici" di H2O riescono a passare nei "buchi" di circa un nanometro di queste membrane, formando un "treno" di particelle simili che si sposta molto velocemente. L'ideale per un impianto di desalinizzazione.

Il prossimo passo sarà confrontare le potenzialità di queste membrane con gli attuali impianti di potabilizzazione esistenti.

4 aprile 2017 Elisabetta Intini
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