Grafeno para la filtración de agua
Muchos métodos de filtración hídrica utilizan membranas porosas que separan las moléculas en función de su tamaño. La idea general es permitir el paso de las moléculas de agua y, a la vez, retener las partículas contaminantes de mayor tamaño, por ejemplo las bacterias y la materia orgánica. Cuanta más fina sea una membrana, mayor será la velocidad con la que el agua puede fluir a través de ella y más eficiente será el proceso, aunque la posibilidad de reducir el tamaño de la membrana y que esta mantenga su resistencia tiene un límite. La iniciativa GRAPHENEHF (Graphene-assembled inorganic hollow fibre membranes and membrane modules for water treatment), financiada con fondos europeos, se propuso crear membranas a partir de uno de los materiales más finos y resistentes que se conoce: el grafeno. El grafeno, compuesto por átomos de carbono dispuestos en una estructura reticular hexagonal cuyo grosor es equivalente al de un átomo, es un material que puede separarse en moléculas a nivel de nanoescala y permite, gracias a su finura, que el flujo de líquido sea muy elevado, por lo que resulta extremadamente eficiente. En el seno del proyecto GRAPHENEHF se estudiaron maneras de crear membranas de grafeno utilizando fibras huecas inorgánicas, las cuales pueden configurarse fácilmente en moléculas industriales. Inicialmente, el equipo investigador intentó un proceso químico, conocido como deposición química del vapor, a fin de que una película de grafeno se dispusiera sobre fibras huecas de metal compuestas de hierro y cobre. La idea era crear poros en el cobre gracias a la ayuda de hierro. Aunque el equipo logró crear capas únicas de grafeno sobre las fibras metálicas huecas, es necesario mejorar el proceso antes de poder explotarlo industrialmente. Seguidamente, los investigadores de este proyecto ensayaron con un método de filtración para preparar las membranas de óxido de grafeno sobre los soportes de fibra hueca. Tras superar diversos problemas relacionados con la retracción y la baja permeabilidad de la membrana, crearon una membrana estable de óxido de grafeno con un nivel de flujo elevado y, además, demostraron que la membrana impide el paso de las moléculas más pequeñas, aunque es permeable a los gases. Las fibras huecas desarrolladas durante este proyecto podrían utilizarse para membranas, no solo de grafeno, sino también de ultrafiltración y microfiltración porosa, lo que podría ser muy interesante para el sector del tratamiento de agua.
Palabras clave
Grafeno, filtración de agua, membranas porosas, GRAPHENEHF, fibra hueca
