Tesi: No

25 agosto 2023

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di Sara-Lena Brännström, Università di Umea

Le membrane artificiali svolgono un ruolo vitale nell’assistenza sanitaria, nello stoccaggio dell’energia e nel recupero delle risorse. Tuttavia, la fabbricazione non è rispettosa dell’ambiente. In una tesi dell’Università di Umeå, Norafiqah Ismail del Dipartimento di Chimica introduce solventi alternativi che superano quelli tossici tradizionali in termini di costi, sostenibilità e prestazioni.

Sulla base della ricerca innovativa di Ismail, è ora possibile produrre membrane artificiali più ecologiche grazie a solventi mai utilizzati prima per la fabbricazione delle membrane.

"Queste membrane non sono ancora accessibili sul mercato ma sono state prodotte su scala di laboratorio", spiega Ismail.

Le membrane artificiali hanno diverse applicazioni. Sono utilizzati nei reni e nei polmoni artificiali e in diversi tipi di batterie. Queste membrane adattabili contribuiscono anche alla produzione di energia nelle celle a combustibile, garantiscono acqua pulita attraverso una filtrazione avanzata e facilitano un’efficiente separazione del gas, come la separazione dell’anidride carbonica. Inoltre, sono una componente chiave nel recupero delle risorse.

Le membrane possono essere realizzate in polimeri, vetro, zeolite, metallo o materiali compositi. Tra queste, dominano le membrane polimeriche per la loro convenienza, proprietà meccaniche e facilità di produzione su larga scala.

"Nonostante il loro significativo contributo ai processi ecologici e agli obiettivi di sviluppo sostenibile, la fabbricazione di questi incredibili materiali non è rispettosa dell'ambiente. Ad esempio, il solvente più popolare per la produzione di membrane, l'N-metil pirrolidone (NMP), può causare disturbi riproduttivi ed è stato limitato in Europa da maggio 2020", afferma Ismail.

Inoltre, gli altri solventi più comuni, come il diottilftalato (DOP) sono identificati come cancerogeni per l’uomo, mentre il dibutilftalato (DBP) causa potenzialmente malformazioni fetali. Questi solventi nocivi non solo comportano rischi per la salute umana, ma contribuiscono anche al danno ambientale generando grandi quantità di acque reflue durante la produzione delle membrane, che superano i 50 miliardi di litri all’anno. Pertanto, la ricerca di alternative ai solventi rispettose dell’ambiente riveste un’importanza significativa.

Nella sua tesi appena pubblicata, Ismail ha utilizzato per la prima volta una valutazione del ciclo di vita per valutare la sostenibilità della fabbricazione delle membrane. La sua analisi evidenzia la tossicità dei solventi come il principale ostacolo alla produzione sostenibile di membrane.

Facendo un passo avanti, introduce tre famiglie di solventi che sono entrambe più economiche, più sostenibili e con prestazioni migliori rispetto a quelli tradizionali e tossici. Queste membrane di nuova concezione sono state utilizzate per una varietà di scopi, come la desalinizzazione, la decontaminazione delle acque reflue nucleari e la purificazione dell'acqua. Disporre di acqua sicura e facilmente accessibile svolge un ruolo cruciale nella salvaguardia della salute pubblica.

"Questa ricerca non ha solo implicazioni sociali, ma ha anche un significato per i produttori di membrane, soprattutto considerando le limitazioni imposte all'uso dei solventi comunemente utilizzati in Europa", afferma Ismail.

Maggiori informazioni:Tesi: Fabbricazione sostenibile di membrane utilizzando solventi più ecologici

Fornito dall'Università di Umea