Les membranes en oxyde de graphène ont attiré une attention considérable en tant que candidats prometteurs pour les nouvelles technologies de filtration. Aujourd'hui, le développement très recherché consistant à fabriquer des membranes capables de tamiser des sels communs a été atteint.

De nouvelles recherches démontrent le potentiel réel de fournir de l'eau potable à des millions de personnes qui luttent pour accéder à des sources d'eau potable adéquates.

Les nouvelles découvertes d'un groupe de scientifiques de l'Université de Manchester ont été publiées aujourd'hui dans la revue Nature Nanotechnologie . Auparavant, les membranes en oxyde de graphène ont montré un potentiel passionnant pour la séparation des gaz et la filtration de l'eau.

Les membranes d'oxyde de graphène développées au National Graphene Institute ont déjà démontré le potentiel de filtrer les petites nanoparticules, molécules organiques, et même de gros sels. Jusqu'à maintenant, cependant, ils ne pouvaient pas être utilisés pour tamiser les sels communs utilisés dans les technologies de dessalement, qui nécessitent des tamis encore plus petits.

Des recherches antérieures à l'Université de Manchester ont révélé que s'il est immergé dans l'eau, les membranes d'oxyde de graphène deviennent légèrement gonflées et des sels plus petits s'écoulent à travers la membrane avec de l'eau, mais les plus gros ions ou molécules sont bloqués.

Le groupe basé à Manchester a maintenant développé ces membranes en graphène et trouvé une stratégie pour éviter le gonflement de la membrane lorsqu'elle est exposée à l'eau. La taille des pores de la membrane peut être contrôlée avec précision, ce qui peut tamiser les sels courants de l'eau salée et la rendre potable.

Alors que les effets du changement climatique continuent de réduire l'approvisionnement en eau des villes modernes, les pays modernes riches investissent également dans les technologies de dessalement. Suite aux graves inondations en Californie, les grandes villes riches se tournent également de plus en plus vers des solutions alternatives d'approvisionnement en eau.

Lorsque les sels communs sont dissous dans l'eau, ils forment toujours une « coquille » de molécules d'eau autour des molécules de sels. Cela permet aux minuscules capillaires des membranes d'oxyde de graphène d'empêcher le sel de s'écouler avec l'eau. Les molécules d'eau sont capables de traverser la barrière membranaire et de s'écouler à une vitesse anormale, ce qui est idéal pour l'application de ces membranes pour le dessalement.

Professeur Rahul Nair, à l'Université de Manchester a déclaré :« La réalisation de membranes évolutives avec une taille de pores uniforme jusqu'à l'échelle atomique est un pas en avant significatif et ouvrira de nouvelles possibilités pour améliorer l'efficacité de la technologie de dessalement.

"Il s'agit de la première expérience claire dans ce régime. Nous démontrons également qu'il existe des possibilités réalistes d'étendre l'approche décrite et de produire en masse des membranes à base de graphène avec les tailles de tamis requises."

M. Jijo Abraham et le Dr Vasu Siddeswara Kalangi étaient les auteurs principaux du document de recherche :« Les membranes développées ne sont pas seulement utiles pour le dessalement, mais l'accordabilité à l'échelle atomique de la taille des pores ouvre également une nouvelle opportunité de fabriquer des membranes avec une filtration à la demande capable de filtrer les ions en fonction de leurs tailles », a déclaré M. Abraham.

D'ici 2025, l'ONU s'attend à ce que 14% de la population mondiale soit confrontée à une pénurie d'eau. Cette technologie a le potentiel de révolutionner la filtration de l'eau à travers le monde, en particulier dans les pays qui ne peuvent pas se permettre des usines de dessalement à grande échelle.

On espère que les systèmes à membranes en oxyde de graphène pourront être construits à plus petite échelle, rendant cette technologie accessible aux pays qui n'ont pas l'infrastructure financière pour financer de grandes usines sans compromettre le rendement en eau douce produite.