Los químicos de Leiden han creado una nueva membrana Ultra-delgada (en sentido molecular de la palabra) de solo una molécula de espesor. La membrana tiene la facultad de producir cien veces más energía del agua de mar sobre las mejores membranas utilizadas hasta la actualidad. Estos investigadores han publicado sus hallazgos en Nature Nanotechnology .
Membrana delgada y porosa
Cuando el agua dulce y salada se encuentran, se produce un intercambio de sal y otras partículas. Una membrana colocada en agua puede aprovechar la energía de las partículas que se mueven de un lado a otro. Un proceso similar también se puede utilizar para desalinizar el agua de mar, este proceso es ampliamente conocido como Osmosis Inversa. Los químicos de Leiden han desarrollado una nueva membrana que puede producir cien veces más energía que las membranas clásicas y las membranas prototipo conocidas en la literatura científica.
La cantidad de energía generada depende del grosor de la membrana y de su porosidad. Basados en esta premisa, los investigadores pudieron crear una membrana basada en carbono que es tanto porosa como delgada al mismo tiempo, por consiguiente puede producir más energía que las membranas actuales, que son porosas o delgadas, pero no ambas.
Para crear esta nueva membrana, Xue Liu y Grégory Schneider extendieron una gran cantidad de moléculas aceitosas en una superficie de agua. Estos bloques de construcción moleculares forman una película delgada por sí mismos. Al calentar la película, las moléculas se bloquean en su lugar, creando una membrana estable y porosa. Según Xue Liu, la membrana se puede adaptar para requisitos específicos. Liu: «La membrana que hemos creado tiene solo dos nanómetros de grosor y es permeable a los iones de potasio. Podemos cambiar las propiedades de la membrana utilizando un bloque de construcción molecular diferente. De esa manera podemos adaptarla a cualquier necesidad».
La membrana que hemos creado tiene solo dos nanómetros de grosor y es permeable a los iones de potasio. Podemos cambiar las propiedades de la membrana utilizando un bloque de construcción molecular diferente. De esa manera podemos adaptarla a cualquier necesidad
Xue Liu
¿que hay del Grafeno?
La nueva membrana de carbono es similar al grafeno, una gran membrana plana compuesta solo de átomos de carbono. Pero según Schneider, esta nueva membrana está en una categoría completamente diferente. Schneider: «Al hacer una membrana, muchos investigadores comienzan con grafeno, que es muy delgado, pero no poroso. Luego intentan perforarlo para que sea más permeable. Hemos hecho lo contrario al ensamblar moléculas pequeñas y construyendo una membrana porosa más grande a partir de esas moléculas . En comparación con el grafeno , contiene imperfecciones, pero eso es lo que le otorga sus propiedades especiales «.
Esta nueva membrana combina lo mejor de ambos mundos. Schneider: «Gran parte de la investigación en este campo se ha centrado en la creación de mejores catalizadores, las membranas eran algo así como un callejón sin salida. Este nuevo descubrimiento abre nuevas posibilidades para la generación de energía , la desalinización y la construcción de celdas de combustible mucho más eficientes
Referencia
- Xue Liu et al. Generación de energía por electrodiálisis inversa en una membrana nanoporosa de una sola capa hecha de hidrocarburos aromáticos policíclicos con borde central, Nature Nanotechnology (2020). DOI: 10.1038 / s41565-020-0641-5
