Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, circa 785 milioni di persone nel mondo non dispongono di una fonte pulita di acqua potabile. Nonostante la grande quantità di acqua sulla Terra, la maggior parte è acqua di mare e l'acqua dolce rappresenta solo il 2,5% circa del totale. Uno dei modi per fornire acqua potabile pulita è la desalinizzazione dell'acqua di mare. Il Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) ha annunciato lo sviluppo di una membrana in nano fibra elettro filata, con prestazioni stabili nel tempo, per trasformare l'acqua di mare in acqua potabile mediante un processo di distillazione a membrana.

La bagnatura della membrana è il problema più impegnativo in questo processo di distillazione. Se una membrana mostra bagnatura durante l'operazione di distillazione, la membrana deve essere sostituita. La bagnatura progressiva della membrana è stata osservata soprattutto per operazioni a lungo termine. Se una membrana viene completamente bagnata, la membrana porta a prestazioni di distillazione inefficienti, poiché il flusso di alimentazione attraverso la membrana porta ad una purificazione dell’acqua di bassa qualità.

Un team di ricerca in KICT, guidato dal Dr. Yunchul Woo, ha sviluppato membrane in nano fibra elettro filate coassiali, fabbricate con un sistema di nanotecnologia alternativa, chiamata appunto elettro filatura. Questa nuova tecnologia di desalinizzazione dimostra di avere il potenziale per aiutare a risolvere la carenza di acqua dolce nel mondo. La tecnologia sviluppata può prevenire problemi di bagnatura e anche migliorare la stabilità a lungo termine nel processo di distillazione a membrana.

La tecnica di elettro filatura coassiale è una delle opzioni più favorevoli e semplici per fabbricare membrane più efficienti. Il gruppo di ricerca del Dr. Woo ha utilizzato polifluoruro di vinilidene con esafluoropropilene come nucleo e aerogel di silice miscelato con una bassa concentrazione del polimero come guaina per produrre una membrana composita coassiale e ottenere una superficie della membrana superidrofoba. Infatti, l'aerogel di silice ha mostrato una conduttività termica molto inferiore rispetto a quella dei polimeri convenzionali, che ha portato ad un aumento del flusso di vapore acqueo durante il processo di distillazione.

La maggior parte degli studi che utilizzano membrane di questo tipo in applicazioni di distillazione hanno funzionato per meno di 50 ore, sebbene abbiano mostrato un'elevata prestazione di flusso di vapore acqueo. Al contrario, il team di ricerca del Dr. Woo ha applicato il processo di distillazione utilizzando la nuova membrana in nano fibra elettro filata per 30 giorni. La membrana ha portato via il sale dall’acqua con una percentuale del 99,99% per un intero mese. Sulla base dei risultati, la membrana ha funzionato bene senza problemi di bagnatura e incrostazioni, grazie al suo basso angolo di scorrimento e alle proprietà di conduttività termica.

Il team di ricerca del Dr. Woo ha verificato che è più importante avere un processo stabile che un'elevata prestazione di flusso di vapore acqueo in un processo di distillazione a membrana.