Prof. Evelyn Wang works with tiny crystals of zeolite.
Photo: Len Rubenstein
Evelyn Wang cresceu no Ocidente árido, portanto ela é pessoalmente familiarizada com água e quão preciosa este recurso natural pode ser. Na verdade, diz ela, mais da metade da população do mundo é afectada por secas severas. Agora Wang — Esther e Harold e. Edgerton Professor Assistente de mecânica — está trabalhando para ajudar a garantir que as gerações futuras tenham acesso à água potável, tirando partido de uma fonte em grande parte inexplorado: água do mar.
Em primeiro lugar, no entanto, devem ser removidos os sais dissolvidos na água do mar, e processos tecnológicos actuais para fazer assim são caros, grandes consumidoras de energia e envolvem instalações em grande escala. Isso limita-los para os países mais ricos como a Arábia Saudita e Estados Unidos.
"Gostaríamos de criar sistemas mais baratos e mais eficientes que também poderiam ser usados em países do terceiro mundo. Talvez esses sistemas ainda poderiam ser portátil e, portanto, portátil,"diz Wang, que observa que um dispositivo portátil também poderia ser útil aos soldados.
Hoje, existem duas formas básicas para dessalinizar água. Um envolve a empurrar a água do mar através de uma membrana que separa a água os sais. No entanto, entre outros problemas, esta técnica requer uma grande quantidade de energia para forçar a água através de. A membrana também está propensa a obstrução.
Em um projecto relacionado a dessalinização, Wang está trabalhando para desenvolver uma membrana melhor. Ela é fazê-lo, explorando o problema em nanoescala, ou bilionésimo do metro. Especificamente, ela está trabalhando com minúsculos cristais de zeolite, um material cerâmico caracterizado por poros tão pequenos que moléculas de água podem fluir, mas maiores íons sal não podem.
Embora zeólitos são conhecidos como boas "peneiras moleculares" para a separação de diferentes gases, sua potencial aplicação a dessalinização é relativamente nova. Como resultado, diz Wang, "não há não uma compreensão clara de exactamente o que está acontecendo", ou como eles separam água de sais. "Nós acreditamos que é relacionada ao tamanho de poros, mas zeólitos são também electricamente carregados" e essa carga também poderiam ser a chave para o processo de separação. Assim Wang e sua equipe têm-se centrado pela primeira vez em "realmente entender esses mecanismos de transporte."
Para o efeito, sua equipe se tornou o primeiro no MIT para tornar os cristais no campus. Wang "Que foi um passo muito grande para nós", explica. "Nós não somos cientistas de materiais, assim que nós está cruzando fronteiras aqui com nosso trabalho."
Agora sua equipe está estudando os cristais com dispositivos feitos por medida de teste. "É obviamente muito desafiador, porque as coisas são muito pequenas aqui," diz Wang, que também é director do laboratório de investigação dispositivo do MIT, que incide sobre os materiais e processos de transporte na micro - e nanoescala. Em última análise, ela diz, "se"nós encontramos que zeólitos realmente são materiais ideais para dessalinização da água, nós vamos trabalhar para integrá-las em membranas.
Wang, observa que o projecto é ainda novo e bastante desafiador. Mas a recompensa pode ser grande e não apenas para dessalinização. "Avançarmos mais para a escala de nanoscopica, uma compreensão fundamental a este nível vai abrir oportunidades para outros aplicativos, talvez mesmo inovações que nós ainda não tenham pensado sobre."
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