L’acqua pulita dovrebbe essere un diritto per tutti, soprattutto per le popolazioni vittime della siccità e prive di valide fonti idriche. Ad oggi si usano procedimenti come la desalinizzazione per trasformare il mare in una fonte d’acqua dolce per tutti, ma le tecnologie di desalinizzazione sono costose e richiedono anche molta manutenzione. Eppure questa membrana a osmosi inversa potrebbe cambiare la situazione in meglio, e rendere l’acqua pulita non più un lusso, ma un bene per tutti.
Osmosi inversa, la membrana che rende disponibile l’acqua pulita a tutti
Riporta Techxplore, un team di ricercatori provenienti dalla Yale University e dall’Università delle Scienze e della Tecnologia di Nanjing ha sviluppato una membrana filtrante resistente e a basso costo che potrebbe rendere per un sacco di popolazioni in tutto il mondo l’acqua pulita e sicura non più una chimera, ma vera e propria realtà.
Ricerca pubblicata di recente su Science, al centro di questa ricerca c’è appunto questa membrana a osmosi inversa che, grazie al suo design di materiale innovativo, non solo desalinizza l’acqua, ma è anche resistente al cloro e alla biofouling, ovverosia l’accumulo indesiderato di microorganismi (alghe, batteri…).
E tutto questo è possibile perché, invece di utilizzare il poliammide (materiale standard nell’industria), i ricercatori hanno utilizzato il poliestere per sviluppare queste membrane.
I vantaggi di questa scelta sono numerosi. Oltre a una considerevole permeabilità all’acqua, il poliestere ha un’elevata capacità di respingimento nei confronti delle molecole di cloruro di sodio e boro, nonché una completa resistenza agli effetti corrosivi del cloro. A sua volta, la sua superficie ultraliscia e a bassa energia permette di prevenire la biofouling e la formazione di incrostazioni minerali meglio di quanto faccia il poliammide.
Che cos’è l’osmosi inversa
Sistema che purifica l’acqua spingendola attraverso una membrana semipermeabile molto fine, l’osmosi inversa non è un’invenzione recentissima. Anzi, l’osmosi inversa è stata sempre più utilizzata per fornire acqua potabile sicura e pulita nelle aree del mondo dove è più necessaria, cercando di mantenere comunque i costi accessibili.
Nel nostro caso, oltre all’osmosi inversa, a giocare un ruolo importante è il materiale utilizzato. In genere le membrane a osmosi inversa sono realizzate in poliammide, un polimero che, sì, offre un’ottima permeabilità all’acqua e un’elevata capacità di respingimento al sale. Ma rende le membrane più suscettibili alla “biofouling”, la cui proliferazione può addirittura bloccare i passaggi delle membrane.
Ad oggi si usa il cloro come soluzione contro il biofouling, ma essendo corrosivo il cloro può anche deteriorare la pellicola di poliammide. Per superare queste limitazioni, l’industria ha ampiamente adottato come ulteriore soluzione una serie di costose fasi di pretrattamento. Senza, dunque, risolvere il problema di fondo.
Il Prof. Xuan Zhang dell’Università delle Scienze e della Tecnologia di Nanjing, Cina, ha affermato invece che con questo design ottimizzato, nonché grazie alle scelte sul materiale da usare, la membrana qui proposta potrebbe alla fine superare tutte le moderne membrane di poliammide nei livelli di selettività acqua-sale, offrendo la possibilità di ridurre considerevolmente le fasi di pretrattamento nella dissalazione.
Per saperne di più su questo studio, suggeriamo la lettura dell’articolo completo pubblicato su Science.
Yujian Yao et al, More resilient polyester membranes for high-performance reverse osmosis desalination, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adk0632
