Los científicos de la Academia de Ciencias de China anunciaron que han avanzado en la preparación y aplicación de un material bioinspirado que es capaz de lograr un transporte y tamizado de iones controlados, especialmente para la extracción de iones de litio.
En un artículo publicado en la revista Matter, los investigadores explicaron que las membranas selectivas de iones ya se han utilizado ampliamente para el tratamiento del agua y el tamizado de iones en la tecnología de electrodiálisis, también para la extracción de iones de litio. Sin embargo, las membranas convencionales exhiben una selectividad de Li + baja e inútil, lo que las hace insuficientes para cumplir con los requisitos de la industria.
Para superar estas limitaciones, el grupo chino liderado por Wen Liping utilizó nanofibras de seda natural y polietilenimina para decorar nanoláminas 2D. Inspiradas por la estructura biológica de la naturaleza, las nanohojas 2D se autoensamblaron capa por capa para formar una estructura apilada similar al nácar. La membrana compuesta luego actuó como una heterounión de puerta de iones con cargas opuestas y nanocanales asimétricos.
Según Wen, la membrana compuesta muestra una mayor tenacidad que otros materiales informados y estructuras de nácar natural. La membrana también es capaz de controlar eficientemente el espaciado entre capas y lograr nanoestructuras ordenadas estables.
“La estructura típica de ladrillo y mortero formada por nanofibras y nanoláminas exhibe un uso prolongado en soluciones. Mientras tanto, los efectos de deshidratación confinada y exclusión de carga conducen a Li + a través de canales compuestos rápidamente ”, dijo Wen en un comunicado de prensa. “Los resultados experimentales y teóricos indican que Li + muestra una excelente tasa de permeabilidad que es mucho más alta que Na +, K +, Mg2 + y Ca2 + debido a su pequeño radio y baja carga. En comparación con las movilidades a granel, Li + permanece básicamente consistente con el valor a granel «.
El experto dijo que la metodología de usar membranas 2D hechas a medida con heteroestructuras químicas, geométricas y electrostáticas permite una mayor exploración de los fenómenos nanofluídicos dentro de las membranas de nanocanales para el tratamiento de agua o la generación de energía.
