cambiamento di materia, una startup con sede a New York con ex studenti del MIT e di Yale ha raggiunto una svolta nella produzione di membrane di nanotubi di carbonio (CNT) su larga scala. La startup sta sviluppando la capacità della tecnologia di combinare e separare singole molecole per produrre benzina, diesel, e carburante per aerei da CO 2 rimosso dall'aria.
I test che confermano che le membrane CNT su larga scala di Mattershift corrispondono alle caratteristiche e alle prestazioni delle membrane CNT prototipo di piccole dimensioni precedentemente riportate nella letteratura scientifica sono stati pubblicati oggi Progressi scientifici . Il documento è stato il risultato di una collaborazione tra Mattershift e ricercatori nei laboratori del Dr. Benny Freeman dell'Università del Texas ad Austin e del Dr. Jeffrey McCutcheon dell'Università del Connecticut.
Per 20 anni, i ricercatori hanno dimostrato che le membrane CNT offrono enormi promesse per un'ampia varietà di usi, inclusa la produzione a basso costo di carburante a base di etanolo, consegna di farmaci di precisione, dissalazione a basso consumo energetico dell'acqua di mare, purificazione di composti farmaceutici, e catalisi ad alte prestazioni per la produzione di combustibili. La difficoltà e l'alto costo di realizzazione delle membrane CNT le ha confinate nei laboratori universitari e sono state spesso citate come il fattore limitante nel loro uso diffuso. La capacità di Mattershift di produrre in serie membrane CNT libera il potenziale di questa tecnologia.
"Raggiungere la produzione su larga scala di membrane di nanotubi di carbonio è un passo avanti nel campo delle membrane, " ha detto il dottor Freeman, Professore di ingegneria chimica all'UT Austin. "È una grande sfida prendere nuovi materiali come questi e produrli a livello commerciale, quindi siamo davvero entusiasti di vedere cosa ha fatto Mattershift qui. C'è un così grande, potenziale inesplorato per i nanotubi di carbonio nelle separazioni molecolari, e questa tecnologia sta solo grattando la superficie di ciò che è possibile."
L'azienda ha già prenotato le sue prime vendite e spedirà i prodotti entro la fine dell'anno per l'uso in un processo di desalinizzazione dell'acqua di mare che utilizza la minor quantità di energia mai dimostrata su scala pilota.
"Siamo entusiasti di lavorare con Mattershift perché le sue membrane sono progettate in modo univoco per consentire ai sali di passare attraverso il nostro sistema mantenendo il nostro soluto di aspirazione, " ha detto John Webley, CEO di Trevi Systems a Petaluma, California. "Abbiamo già dimostrato l'anno scorso il processo di dissalazione più basso al mondo nel nostro impianto pilota negli Emirati Arabi Uniti, e le membrane di Mattershift ci consentiranno di ridurre ulteriormente il consumo di energia."
Tre progressi significativi hanno reso possibile questa svolta. Primo, c'è stata una riduzione di 100 volte del costo dei nanotubi di carbonio negli ultimi 10 anni, con un corrispondente aumento della loro qualità. Secondo, è la crescente comprensione di come si comporta la materia in ambienti nano-confinati come l'interno dei CNT sub-nm, in cui le molecole si muovono in fila indiana ad alta velocità e agiscono in modo diverso da come fanno nei fluidi sfusi. E terzo, è stato l'aumento dei finanziamenti per le startup tecnologiche difficili, che ha permesso a Mattershift di dedicare 5 anni di intensa ricerca e sviluppo allo sviluppo della sua tecnologia.
"Questa tecnologia ci offre un livello di controllo sul mondo materiale che non abbiamo mai avuto prima, " ha affermato il fondatore e CEO di Mattershift, Il dottor Rob McGinnis. "Possiamo scegliere quali molecole possono passare attraverso le nostre membrane e cosa succede loro quando lo fanno. Ad esempio, in questo momento stiamo lavorando per rimuovere la CO 2 dall'aria e trasformarlo in combustibili. Questo è già stato fatto utilizzando la tecnologia convenzionale, ma è stato troppo costoso per essere pratico. Utilizzando la nostra tecnologia, Penso che saremo in grado di produrre benzina a zero emissioni di carbonio, diesel, e carburanti per aerei che sono più economici dei combustibili fossili".
L'uso di membrane CNT per produrre combustibili è in realtà solo un esempio di una tecnologia prevista dal fisico vincitore del premio Nobel, Richard Feynman negli anni '50, noto come Fabbriche Molecolari. Le fabbriche molecolari funzionano combinando processi come catalisi, separazione, purificazione, e manipolazione su scala molecolare da parte di sistemi nanoelettromeccanici (NEMS) per creare oggetti da blocchi molecolari. Ogni nanotubo funge da nastro trasportatore che svolge funzioni sulle molecole mentre le attraversano, file singolo, analogo a come funzionano le fabbriche su scala macro.
"Dovrebbe essere possibile combinare diversi tipi delle nostre membrane CNT in una macchina che fa ciò che si prevede da tempo che le fabbriche molecolari facciano:realizzare tutto ciò di cui abbiamo bisogno da blocchi molecolari di base, " disse McGinnis. "Voglio dire, stiamo parlando di stampare materiale dall'aria. Immagina di avere uno di questi dispositivi con te su Marte. Potresti stampare cibo, combustibili, materiali da costruzione, e medicinali dall'atmosfera e dal suolo o da parti riciclate senza doverli trasportare dalla Terra".
