À la recherche d'une meilleure façon de dessaler l'eau, une équipe de chercheurs dirigée par Yale s'est inspirée du matériel de maillot de bain.

Osmose inverse, qui utilise des membranes pour éliminer les sels indésirables, a été l'étalon-or pour le dessalement et la réutilisation des eaux usées. Le défi que les scientifiques ont relevé, cependant, est que le matériau qui filtre le mieux les impuretés, le polyamide, est très sensible au chlore. Bien que le chlore soit généralement utile pour nettoyer les membranes, il peut dégrader les membranes en polyamide.

Des scientifiques de l'Université des sciences et de la technologie de Yale et de Nanjing ont créé une membrane résistante au chlore - ce que les chercheurs appellent "le Saint Graal de l'industrie" - qui pourrait faire progresser considérablement le domaine pour mieux répondre aux défis mondiaux de l'approvisionnement en eau. Résultats de leurs travaux, dirigé par Menachem Elimelech de Yale, le professeur Roberto C. Goizueta de génie chimique et environnemental, ont été publiés le 5 octobre dans la revue Durabilité de la nature .

Avec leurs méthodes de fabrication, Élimélec a dit, ils ont créé une technologie évolutive pour des membranes d'osmose inverse robustes qui ont le potentiel de production à faible coût nécessaire pour à grande échelle, application du monde réel.

« Ces membranes peuvent permettre un moyen plus durable sur le plan économique et environnemental de dessaler et de réutiliser les eaux usées, et répondre aux besoins d'approvisionnement en eau douce au 21e siècle, " il a dit.

Un élément clé était le choix du matériau. "Nous utilisons une membrane en polyester, " a déclaré Ryan DuChanois, un étudiant diplômé dans le laboratoire d'Elimelech. "L'une de nos inspirations était les maillots de bain, qui sont fabriqués à partir de matériaux en polyester, et évidemment, ceux-ci sont résistants au chlore."

L'utilisation du polyester a été envisagée précédemment, sans succès. Ces membranes en polyester antérieures n'avaient pas la même capacité à rejeter le sel qu'une membrane en polyamide. Cela a conduit l'équipe de recherche à essayer une approche à plusieurs niveaux.

"Nous avons pris la première couche, qui est une membrane de nanofiltration conventionnelle qui est sensible à l'attaque du chlore et en plus de cela, nous mettons des couches de polyester, " dit Xuan Zhang, professeur à l'Université des sciences et technologies de Nanjing. "Si on n'utilisait que la couche de polyester et non la couche de nanofiltration, il ne formerait pas une membrane dense d'osmose inverse, la formation du polyester se produisant à l'intérieur des pores de la membrane de nanofiltration était donc essentielle à la création d'une membrane d'osmose inverse."

Non seulement la membrane multicouche s'est avérée résistante au chlore, elle a aussi bien performé que la membrane polyamide conventionnelle en termes de perméabilité à l'eau et de performance de dessalement.

"Les gens essaient depuis longtemps de trouver une chimie pour une membrane d'osmose inverse qui soit également résistante au chlore, " a dit DuChanois. " Nous avons su aborder l'un ou l'autre, mais pas les deux ensemble, donc le fait que nous ayons pris un matériau résistant au chlore et l'avons transformé en une membrane d'osmose inverse était excitant."

Zhang a déclaré que les chercheurs travailleraient à l'optimisation de la technologie pour la rendre évolutive pour une utilisation industrielle.

« Nous évaluerons d'autres propriétés de la membrane en polyester et tenterons de simplifier davantage la méthode de fabrication de la membrane pour répondre aux besoins de traitement industriel, " dit Zhang.