Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, circa 785 milioni di persone nel mondo non dispongono di una fonte pulita di acqua potabile. Nonostante la grande quantità di acqua sulla Terra, la maggior parte è acqua di mare e l'acqua dolce rappresenta solo il 2,5% circa del totale. Uno dei modi per fornire acqua potabile pulita è la desalinizzazione dell'acqua di mare. Il Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) ha annunciato lo sviluppo di una membrana in nanofibra elettrofilata a prestazioni stabili per trasformare l'acqua di mare in acqua potabile mediante un processo di distillazione a membrana.

La bagnatura della membrana è il problema più impegnativo nella distillazione a membrana. Se una membrana mostra bagnatura durante l'operazione di distillazione a membrana, la membrana deve essere sostituita. La bagnatura progressiva della membrana è stata osservata soprattutto per operazioni a lungo termine. Se una membrana si bagna completamente, la membrana porta a prestazioni di distillazione a membrana inefficienti, come il flusso di alimentazione attraverso la membrana che porta a permeato di bassa qualità.

Un gruppo di ricerca in KICT, guidato dal dottor Yunchul Woo, ha sviluppato membrane in nanofibra elettrofilata coassiale fabbricate con una nanotecnologia alternativa, che è l'elettrofilatura. Questa nuova tecnologia di desalinizzazione dimostra di avere il potenziale per aiutare a risolvere la carenza di acqua dolce nel mondo. La tecnologia sviluppata può prevenire problemi di bagnatura e anche migliorare la stabilità a lungo termine nel processo di distillazione a membrana. Una struttura gerarchica tridimensionale dovrebbe essere formata dalle nanofibre nelle membrane per una maggiore rugosità superficiale e quindi una migliore idrofobicità.

La tecnica di elettrofilatura coassiale è una delle opzioni più favorevoli e semplici per fabbricare membrane con strutture gerarchiche tridimensionali. Il team di ricerca del Dr. Woo ha utilizzato poli (fluoruro di vinilidene-co-esafluoropropilene) come nucleo e aerogel di silice miscelato con una bassa concentrazione del polimero come guaina per produrre una membrana composita coassiale e ottenere una superficie della membrana superidrofoba. Infatti, l'aerogel di silice ha mostrato una conduttività termica molto inferiore rispetto a quella dei polimeri convenzionali, che ha portato ad un aumento del flusso di vapore acqueo durante il processo di distillazione a membrana a causa di una riduzione delle perdite di calore conduttivo.

La maggior parte degli studi che utilizzano membrane di nanofibre elettrofilate in applicazioni di distillazione a membrana hanno funzionato per meno di 50 ore sebbene abbiano mostrato un'elevata prestazione di flusso di vapore acqueo. Anzi, Il team di ricerca del Dr. Woo ha applicato il processo di distillazione a membrana utilizzando la membrana in nanofibra elettrofilata coassiale fabbricata per 30 giorni, che è 1 mese.

La membrana in nanofibra elettrofilata coassiale ha eseguito un rifiuto del sale del 99,99% per 1 mese. In base ai risultati, la membrana ha funzionato bene senza problemi di bagnatura e incrostazione, grazie al suo basso angolo di scorrimento e alle proprietà di conducibilità termica. La polarizzazione della temperatura è uno degli svantaggi significativi nella distillazione a membrana. Può ridurre le prestazioni del flusso di vapore acqueo durante l'operazione di distillazione a membrana a causa delle perdite di calore conduttivo. La membrana è adatta per applicazioni di distillazione a membrana a lungo termine in quanto possiede diverse caratteristiche importanti come, angolo di scorrimento basso, bassa conducibilità termica, evitando la polarizzazione della temperatura, e riduce i problemi di bagnatura e incrostazione mantenendo prestazioni di flusso di vapore acqueo super-saturo.

Il team di ricerca del Dr. Woo ha notato che è più importante avere un processo stabile rispetto a un'elevata prestazione di flusso di vapore acqueo in un processo di distillazione a membrana disponibile in commercio. Il Dr. Woo ha affermato che "La membrana in nanofibra elettrofilata coassiale ha un forte potenziale per il trattamento di soluzioni di acqua di mare senza soffrire di problemi di bagnatura e potrebbe essere la membrana appropriata per applicazioni di distillazione a membrana su scala pilota e su scala reale".