Ingeniería
Óxido de grafeno para purificar agua
El óxido de grafeno ha sido aclamado como un verdadero “material maravilla”; por ejemplo, cuando se le incorpora a la espuma de nanocelulosa, la sustancia creada en el laboratorio es ligera, fuerte y flexible, y conduce el calor y la electricidad rápida y eficientemente. Ahora, un equipo de ingenieros de la Universidad Washington en San Luis, Estados Unidos, ha encontrado una forma de usar láminas de óxido de grafeno para transformar agua sucia en agua potable, lo cual podría ser algo revolucionario para todo el mundo.
El equipo de Srikanth Singamaneni espera que en países donde la luz solar es abundante, como la India, podremos tomar un poco de agua sucia, evaporarla usando el material y recoger el agua potable resultante.
El nuevo enfoque combina celulosa producida por bacterias y óxido de grafeno para formar una bioespuma bicapa.
El proceso es simple y eficaz. Lo más interesante es que la red de fibras de celulosa a escala nanométrica producida por las bacterias posee una capacidad excelente para mover el agua desde el volumen general hasta la superficie de evaporación, minimizando al mismo tiempo la pérdida de calor, y todo el proceso se hace esencialmente en un solo paso.
El diseño es novedoso. Tenemos una estructura bicapa con el óxido de grafeno, que absorbe la luz, en la parte de arriba, y nanocelulosa pura en el fondo. Cuando se deja al conjunto suspendido en el agua, esta es capaz de alcanzar la superficie de arriba, donde se produce la evaporación.
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Ilustración de una bioespuma de nanopartículas desarrollada por ingenieros de la Universidad Washington en San Luis. La bioespuma posibilita purificar agua de forma rápida y eficiente usando nanocelulosa y óxido de grafeno. (Imagen: Washington University in St. Louis)
La luz se difunde en la parte de arriba, y se convierte en calor debido al óxido de grafeno, pero la disipación del calor en la masa de agua inferior se ve minimizada por la capa de nanocelulosa pura. No conviene desperdiciar el calor; lo que se pretende es confinarlo en la capa superior donde está produciéndose la evaporación.
La celulosa en la parte inferior de la bioespuma bicapa actúa como una esponja, llevando agua hacia arriba hasta el óxido de grafeno, donde sucede la evaporación rápida. El agua potable resultante puede ser recogida fácilmente desde la parte superior de la lámina.
