Pesquisadores descobriram que, ao contrário do que dita a prática comum na área de separação de gases industriais, certas membranas podem perder eficiência justamente por atraírem demais o gás desejado. O achado, publicado na Science Advances, desafia princípios tradicionais da engenharia química.
Ao projetar membranas industriais, é comum incluir estruturas químicas que atraiam o gás de interesse, aumentando sua permeabilidade. No entanto, o novo estudo revela que essa atração pode sair pela culatra.
Segundo Haiqing Lin, professor de engenharia química e biológica da Universidade de Buffalo e autor correspondente do trabalho, isso “é muito contraintuitivo e desafia o pensamento tradicional na ciência da separação de gases”.
A equipe investigou o comportamento do dióxido de carbono (CO₂) em membranas feitas de poliaminas reticuladas, polímeros conhecidos por interagir fortemente com o gás.
Experimentos e simulações mostraram que, em vez de acelerar a passagem do CO₂, o material o retém com tanta força que sua permeabilidade diminui de forma significativa.
Do problema à solução: seletividade recorde
- A constatação levou os pesquisadores a testar a membrana em outra aplicação: separar hidrogênio e CO₂, mistura comum em processos industriais.
- O resultado impressionou. A membrana alcançou seletividade de 1.800, permitindo a passagem do hidrogênio 1.800 vezes mais facilmente do que do CO₂ — um recorde histórico.
- “Antes deste trabalho, as melhores taxas giravam em torno de 100. Isso realmente estabelece um novo padrão”, afirma o primeiro autor, Leiqing Hu, hoje professor na Universidade de Zhejiang.
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Descoberta com grande potencial
Além do desempenho inédito, as poliaminas reticuladas podem formar membranas de filme fino para uso industrial, são autorreparáveis e resistentes a condições extremas.
Para o coautor Kaihang Shi, da Universidade de Buffalo, a inovação tem potencial direto para processos mais limpos: “Separações químicas industriais consomem cerca de 15% da energia global. Soluções como esta são essenciais para reduzir emissões e tornar a indústria mais eficiente.”
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