Les membranes à nanotubes de carbone (CNT) ont un avenir prometteur pour répondre au besoin croissant du monde de purifier l'eau de la mer, les chercheurs disent dans une étude publiée dans la revue Desalination.

"Actuellement, environ 400 millions de personnes utilisent de l'eau dessalée et il est prévu que d'ici 2025, 14% de la population mondiale sera obligée d'utiliser l'eau de mer, " a déclaré Md. Eaquab Ali, du Centre de recherche en nanotechnologie et catalyse de l'Université de Malaisie à Kuala Lumpur, Malaisie. Il affirme que les membranes CNT conçues ont le potentiel de relever les défis actuels et futurs de la purification de l'eau.

Pour les efforts visant à examiner l'état de la technologie des membranes à nanotubes de carbone et à faire avancer le domaine, Ali et ses collègues ont été sélectionnés pour un prix Elsevier Atlas.

Les usines de dessalement fournissent déjà une grande partie de l'eau utilisée par les gens dans de nombreuses régions du monde, surtout en Israël, Arabie Saoudite, et l'Australie. Le changement climatique ne fait qu'augmenter la demande d'eau dessalée, car une plus grande évaporation et la montée des mers limitent davantage l'approvisionnement en eau douce d'une population mondiale croissante. Mais les méthodes actuelles de dessalement de l'eau ont un coût très élevé en termes d'énergie, ce qui signifie plus de gaz à effet de serre et plus de réchauffement climatique.

Les usines de dessalement existantes reposent sur l'osmose inverse, distillation sous vide, ou une combinaison des deux. Mais ces méthodes sont énergivores et coûteuses.

Les nanotubes de carbone sont de minuscules tubes hexagonaux, fabriqué par laminage de feuilles de graphène, dit Rasel Das, premier auteur de l'article. Ils nécessitent peu d'énergie et peuvent être conçus pour rejeter ou éliminer spécifiquement non seulement le sel, mais aussi des polluants courants.

"Les pores creux des NTC sont extrêmement, extrêmement petit, " dit Ali. " Cependant, en raison de leurs propriétés chimiques et physiques étonnantes, ils permettent des passages sans friction de l'eau à travers les pores, mais rejette la plupart des sels, ions, et polluants, nous donnant de l'eau purifiée, probablement sous sa meilleure forme."

Cette propriété sans friction est également ce qui donne aux NTC le potentiel de purifier l'eau avec si peu d'énergie. Et les membranes en nanotubes de carbone ont d'autres avantages, Das ajouté, y compris les propriétés autonettoyantes.

"Ce qui fait la particularité des NTC, c'est qu'ils ont des propriétés cytotoxiques, " a-t-il dit. Cela signifie que les membranes tuent naturellement les microbes qui pourraient autrement encrasser leurs surfaces. En conséquence, les membranes de nanotubes de carbone ont le potentiel de durer plus longtemps et peuvent être réutilisables.

Il y a encore des obstacles à surmonter, a déclaré le co-auteur de l'article Sharifah Bee Abd Hamid. Les membranes NTC sont désormais coûteuses à produire, surtout pour les utilisations à grande échelle. Des recherches sont également nécessaires pour produire des membranes avec des pores d'une distribution et d'une taille plus uniformes.

« La plupart des progrès dans la recherche sur le dessalement se concentrent sur la démonstration [de la capacité des membranes CNT] à petite échelle, " elle a dit.

Pour les opérations à plus grande échelle, des travaux sont nécessaires pour produire des membranes NTC sur des films minces ou des composites de tissus de fibres. La préparation des membranes à l'emploi nécessitera des efforts sur la conception des matériaux, exigences opérationnelles, et plus.

Si un jour, ces membranes peuvent être utilisées dans des pichets ou des bouteilles filtrant l'eau, "pour traiter directement l'eau salée au point d'utilisation, " Hamid dit, "c'est un rêve devenu réalité pour beaucoup."

Le rédacteur en chef de Dessalement , Nidal Hilal, dit à propos de la recherche, « Les approvisionnements en eau disponibles diminuent en raison de la croissance démographique accrue, faibles précipitations, les demandes concurrentes de l'industrie et des réglementations sanitaires plus strictes pour le développement agricole et urbain. Nous devons rechercher d'autres sources d'eau telles que l'eau de mer, eaux pluviales, les eaux usées, et les eaux usées industrielles. La filtration membranaire est considérée comme l'un des procédés les plus prometteurs et les plus utilisés pour le traitement et le dessalement de l'eau... Les nanotubes de carbone (CNT) ont montré un grand potentiel dans l'eau, le traitement et le dessalement des eaux usées, car ils possèdent de nombreuses propriétés physico-chimiques clés attrayantes avec la capacité d'être fonctionnalisés pour améliorer leur affinité et leur sélectivité.