Si può rendere potabile l'acqua marina filtrandola con membrane a base di ossido di grafene. Lo hanno dimostrato esperimenti di laboratorio che aprono la strada a impianti di piccole dimensioni con cui si potrebbe risolvere il problema della disponibilità di acqua in molti paesi(red)

Illustrazione della membrana a ossidi di grafene (Credit: Università di Manchester)

Il grafene è un materiale costituito da un reticolo a celle esagonali di atomi di carbonio, dallo spessore monoatomico e dotato di straordinarie caratteristiche elettriche e meccaniche, tanto da rappresentare una potenziale risorsa per molte applicazioni. Una delle più significative è filtrare l'acqua marina per renderla potabile, stando ai risultati presentati su “Nature Nanotechnology” da ricercatori dell'Università di Manchester, tra quali c'è anche Andre Geim, premio Nobel per la fisica nel 2010 insieme a Konstantin Novoselov proprio per le loro ricerche sul grafene.Il materiale usato nello studio è grafene legato a ossigeno, una forma un po' particolare di grafene che ha già dimostrato il suo potenziale nelle operazioni di filtraggio di piccole nanoparticelle, di molecole organiche e anche di alcuni sali da soluzioni.In una precedente ricerca, gli autori avevano scoperto che una volta immerse in acqua, le membrane di ossido di grafene si gonfiano facendo dilatare i loro pori: è per questo che possono filtrare solo molecole o ioni di grandi dimensioni. L'ulteriore sviluppo di queste membrane ha portato alla scoperta di una strategia per evitare il rigonfiamento durante l'immersione in acqua e per controllare con precisione la dimensione dei pori, che può essere ridotta fino a essere efficace nel filtraggio del sale.Quando il cloruro di sodio, il comune sale da cucina, è disciolto in acqua, cloro e sodio da cui è formato si separano in due ioni: quello del cloro (Cl-), carico negativamente, e quello del sodio (Na+), carico positivamente. Ora, le molecole di acqua sono fortemente polari, con la carica positiva tende a stare verso gli atomi di idrogeno e quella negativa verso l'atomo di ossigeno. Per questo sono attratte da entrambi gli ioni,e li circondano completamente formando la cosiddetta sfera d'idratazione. Quest'ultima aumenta le dimensioni dello ione, il che ha facilitato il compito di Geim e colleghi nella realizzazione di una membrana a ossido di grafene adatta a filtrare il sale.Se i risultati della sperimentazione trovassero uno sbocco industriale, si potrebbero risolvere molti problemi legati alla scarsità di acqua potabile in molte parti del mondo, favorita anche dal riscaldamento climatico: secondo previsioni delle Nazioni Unite, entro il 2025 il 14 per cento circa della popolazione mondiale, oltre un miliardo di persone, dovrà fare i conti con la scarsità di acqua.La nuova tecnologia si candida così a rivoluzionare le tecniche di filtrazione dell'acqua, in particolare nei paesi che non possono permettersi la costruzione di grandi impianti di desalinizzazione. I sistemi basati su membrane a ossidi di grafene potrebbero essere realizzati su piccola scala e con un investimento limitato, senza compromettere la qualità dell'acqua dolce prodotta.“La realizzazione di membrane con fori di dimensioni uniformi fino alla scala atomica è un passo avanti significativo e apre nuove possibilità per migliorare l'efficienza della tecnologia di desalinizzazione”, ha spiegato Rahul Nair, che ha guidato lo studio.“Le membrane che abbiamo sviluppato sono utili non solo per la desalinizzazione: la possibilità di regolare le dimensioni dei pori fino alle scale atomiche apre nuove opportunità per fabbricare membrane con capacità di filtraggio adattabile alle diverse esigenze”, ha aggiunto Jijo Abraham, coautore dell'articolo.