Investigadores del Instituto Adolphe Merkle (AMI), de la Universidad de Fribourg (Suiza) en colaboración con expertos internacionales, han desarrollado un método innovador para crear membranas con capacidad de conversión de energía, imitando la estructura y función de las membranas celulares biológicas. Este avance tiene potenciales aplicaciones en campos como la desalinización del agua.

La técnica se basa en la interfaz de un sistema acuoso de dos fases para formar y estabilizar las membranas. Controlando las condiciones bajo las cuales dos soluciones acuosas inmiscibles interactúan con los lados opuestos de estas membranas, los investigadores lograron crear membranas de solo 35 nanómetros de espesor que pueden cubrir áreas mayores de 10 centímetros cuadrados sin defectos.

«Este enfoque aprovecha las interacciones favorables para estabilizar estructuras ultrafinas autoensambladas que son al menos mil veces más grandes de lo que era posible anteriormente», explicó el profesor asistente Alessandro Ianiro, ex líder de grupo en el laboratorio de Biofísica de AMI.

El método utiliza copolímeros de bloque (BCP), polímeros ajustables que consisten en segmentos poliméricos distintos, para formar una bicapa en la interfaz de las dos fases. Las membranas resultantes presentan propiedades mecánicas destacables y capacidades de autorreparación, lo que las hace robustas y duraderas para aplicaciones prácticas.

Estas membranas artificiales replican las funciones de transporte selectivo de iones de las membranas celulares naturales. Incorporando un péptido de transporte natural, las membranas logran alta selectividad iónica, permitiendo generar energía eléctrica a partir de soluciones de sales diversas, similar a los órganos eléctricos de rayas y otros peces eléctricos.

Publicado en la revista Nature, este descubrimiento podría tener aplicaciones significativas en el almacenamiento de energía, permitiendo el desarrollo de dispositivos a gran escala para almacenar energía eléctrica, y en la desalinización del agua, proporcionando barreras altamente selectivas para la separación eficiente de iones del agua.

Fuente: Universidad de Fribroug