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Nanotubi al carbonio e acqua potabile a basso costo

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Pubblicata su un recente numero della rivista Science la scoperta di un nuovo sistema di desalinizzazione che utilizza membrane di nanotubi al carbonio capaci di ridurre significativamente il costo dei processi di purificazione dell’acqua ricavata dall’oceano. Si tratta di una tecnologia che potrebbe innanzitutto costituire una buona soluzione per il problema del fabbisogno idrico sia dei paesi in cui si prevede un progressivo incremento demografico nelle aree povere di bacini d’acqua fresca, che in tutti gli altri in cui la penuria d’acqua potabile è tra le principali cause di malattia.

Il sistema si basa sull’impiego di nuove membrane, progettate dai ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (Llnl), che – a detta degli studiosi – sarebbero in grado di ridurre i costi di desalinizzazione del 75% rispetto alle metodiche d’osmosi inversa attualmente impiegate. Esse classificano le molecole per dimensione attraverso delle cariche elettrostatiche, e riescono a separare i vari gas, quindi potenzialmente rappresentano anche una tecnica economica di confinamento dell’anidride carbonica rilasciata dalle centrali elettriche, che potrebbe impedire ai gas serra di raggiungere l’atmosfera.

I nanotubi al carbonio utilizzati dai ricercatori sono costituiti da lamine di atomi di carbonio arrotolate tra loro così strettamente che solo sette molecole d’acqua per volta possono oltrepassarne il diametro. Le dimensioni ridotte di questi nanotubi li rendono candidati ideali per il processo di separazione delle molecole; tuttavia, questi nanopori consentono il passaggio del liquido alla stessa velocità di dispositivi notevolmente più grandi, riducendo la quantità di energia necessaria a sospingere l’acqua nel nanotubo e quindi creando un risparmio in termini di costi ed energia rispetto all’osmosi inversa che, al contrario, utilizza membrane convenzionali.

Secondo Jason Holt, ingegnere chimico dell’Llnl, le nuove membrane potrebbero approdare al mercato entro i prossimi cinque, al massimo dieci anni: bisogna prima aumentare la scala del processo in modo da riuscire a produrre quantitativi sfruttabili di materiali composti da membrane del genere da utilizzare nella desalinizzazione, o nella separazione dei gas che è l’altra applicazione di maggiore impatto per questa invenzione.

La prossima fase di questo nuovo processo tecnologico richiederà di riuscire a trasformare un concetto generale in applicazioni specifiche, dal momento che tali membrane sono considerate adattabili a un’ampia varietà di applicazioni, dalla farmacologia all’industria alimentare.

Interessanti opportunità per le applicazioni ai nanofluidi sono intraviste anche nei sistemi nanoelettromeccanici e nello switching “intelligente” (attivazione e disattivazione) dei flussi attraverso canali di così ridotte dimensioni.

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