Une équipe de recherche de l'Université de Shinshu, Japon, a développé des membranes d'osmose inverse robustes qui peuvent supporter le dessalement de l'eau à grande échelle. L'équipe a publié ses résultats début février dans Rapports scientifiques .

« Étant donné que plus de 97 % de l'eau dans le monde est de l'eau salée, les usines de dessalement par osmose inverse pour la production d'eau douce sont de plus en plus importantes pour fournir un approvisionnement sûr et constant, " dit Morinobu Endo, Doctorat., auteur correspondant sur le papier. Endo est un professeur distingué de l'Université de Shinshu et le directeur honoraire de l'Institut des sciences et technologies du carbone. « Même si la technologie des membranes d'osmose inverse est en développement depuis plusieurs décennies, de nouvelles menaces telles que le réchauffement climatique et l'augmentation de la demande en eau potable dans les centres urbains peuplés remettent en question les systèmes conventionnels d'approvisionnement en eau."

Les membranes d'osmose inverse sont généralement constituées de systèmes composites à couche mince, avec une couche active de film polymère qui limite les substances indésirables, comme le sel, de traverser un substrat poreux perméable. De telles membranes peuvent transformer l'eau de mer en eau potable, ainsi que des aides à l'irrigation agricole et paysagère, mais ils peuvent être coûteux à exploiter et dépenser une grande quantité d'énergie.

Pour répondre à la demande en eau potable à moindre coût, Endo dit des membranes plus robustes capables de résister à des conditions difficiles, tout en restant chimiquement stable pour tolérer les traitements de nettoyage, sont nécessaires. La clé réside dans la nanotechnologie du carbone.

Endo est un pionnier de la synthèse de nanotubes de carbone par dépôt chimique en phase vapeur catalytique. Dans cette recherche, Endo et son équipe ont développé une membrane nanocomposite en nanotubes de carbone-polyamide à parois multiples, qui résiste au chlore, l'une des principales causes de dégradation ou de défaillance des membranes d'osmose inverse. Les nanotubes de carbone ajoutés créent un effet protecteur qui stabilise les molécules liées du polyamide contre le chlore.

« La nanotechnologie du carbone devrait apporter des avantages, et c'est un exemple prometteur de la contribution des nanotubes de carbone à une application très critique :la purification de l'eau, " A déclaré Endo. " Les nanotubes et les fibres de carbone sont déjà de superbes renforts pour d'autres applications en science et ingénierie des matériaux, et c'est encore un autre domaine où leurs propriétés exceptionnelles peuvent être utilisées pour améliorer les technologies conventionnelles."

Les chercheurs s'efforcent de stabiliser et d'étendre la production et le traitement de membranes nanocomposites de nanotubes de carbone et de polyamide à parois multiples.

« Nous travaillons actuellement à la montée en puissance de notre méthode de synthèse, lequel, en principe, est basé sur le même procédé que celui utilisé pour préparer les membranes en polyamide actuelles, " A déclaré Endo. Il a également noté que son équipe envisage une collaboration pour produire des membranes commerciales.