I chimici di Leida hanno creato una nuova membrana ultrasottile dello spessore di una sola molecola. La membrana può produrre cento volte più energia dall'acqua di mare rispetto alle migliori membrane utilizzate oggi. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati in Nanotecnologia della natura .

Sottile e poroso

Quando dolce e salato si incontrano, avviene uno scambio di sale e altre particelle. Una membrana posta nell'acqua è in grado di sfruttare l'energia delle particelle che si muovono da un lato all'altro. Un processo simile può essere utilizzato anche per desalinizzare l'acqua di mare. I chimici di Leida hanno sviluppato una nuova membrana in grado di produrre cento volte più energia rispetto alle membrane classiche e alle membrane prototipo conosciute nella letteratura scientifica.

La quantità di energia generata dipende dallo spessore della membrana e da quanto è porosa. I ricercatori sono riusciti a creare una membrana a base di carbonio che è sia porosa che sottile. Ecco perché può produrre più energia delle attuali membrane, che sono porosi o sottili, ma non entrambi.

Per creare questa nuova membrana, Xue Liu e Grégory Schneider diffondono un gran numero di molecole oleose sulla superficie dell'acqua. Questi elementi costitutivi molecolari formano quindi da soli un film sottile. Riscaldando il film, le molecole sono bloccate in posizione, creando una membrana stabile e porosa. Secondo Xue Liu, la membrana può essere adattata per esigenze specifiche. Liu:"La membrana che abbiamo creato è spessa solo due nanometri e permeabile agli ioni potassio. Possiamo modificare le proprietà della membrana utilizzando un diverso blocco molecolare. In questo modo possiamo adattarla a qualsiasi esigenza".

Grafene

La nuova membrana di carbonio è simile al grafene, una grande membrana piatta composta solo da atomi di carbonio. Ma secondo Grégory Schneider, questa nuova membrana è in una categoria completamente diversa. Schneider:"Quando si realizza una membrana, molti ricercatori iniziano con il grafene, che è molto sottile, ma non poroso. Quindi cercano di perforarlo per renderlo più permeabile. Abbiamo fatto il contrario assemblando piccole molecole e costruendo una membrana porosa più grande da quelle molecole. Rispetto al grafene, contiene imperfezioni, ma è questo che gli conferisce le sue proprietà speciali."

Questa nuova membrana combina il meglio dei due mondi. Schneider:"Gran parte della ricerca in questo campo si è concentrata sulla creazione di catalizzatori migliori, le membrane erano un po' un vicolo cieco. Questa nuova scoperta apre possibilità completamente nuove per la generazione di energia, desalinizzazione e per la costruzione di celle a combustibile molto più efficienti."