Risolta una complessa problematica che potrebbe portare ad un filtraggio dell'acqua più efficace ed economico.

A quanto pare la produzione di acqua pulita ad un costo inferiore potrebbe essere una cosa non troppo lontana e questo anche grazie ai risultati ottenuti ultimamente nel corso di uno studio pubblicato sulla rivista Science da un gruppo di ricercatori della Pennsylvania State University, dell'University of Texas, Austin, dell'Iowa State University, della DuPont Water Solutions e della Dow Chemical Company, i quali sono riusciti a risolvere un complesso problema che ha sconcertato la comunità scientifica per decenni. In pratica, come già noto, la dissalazione a membrana viene impiegata anche per rimuovere il sale e le altre sostanze chimiche dall'acqua: un processo fondamentale per la salute della società, che va a pulire miliardi di litri di acqua per l'agricoltura, la produzione di energia e l'abbeveraggio. Inoltre sebbene l'idea di fondo sembra essere semplice, (ovvero far entrare acqua salata da un lato in modo che l'acqua pulita esca dall'altra parte), in realtà questa tecnica contiene complesse difficoltà che gli esperti di tutto il mondo stanno ancora cercando di capire. Tuttavia, come già anticipato, adesso i suddetti scienziati hanno annunciato di aver risolto un aspetto importante di questo mistero, aprendo così la strada alla riduzione dei costi di produzione dell'acqua pulita: hanno, infatti, determinato che le membrane di dissalazione sono incoerenti per quanto riguarda la densità e la distribuzione di massa, il che può frenarne le prestazioni di tale processo; secondo quanto osservato, la densità uniforme su scala nanometrica sarebbe la chiave per aumentare la quantità di acqua pulita che queste membrane riescono a produrre. Al riguardo Manish Kumar, uno dei principali autori della sopracitata ricerca, ha affermato: "Le membrane ad osmosi inversa sono ampiamente utilizzate per la pulizia dell'acqua, ma c'è ancora molto che non sappiamo su di loro. Non potevamo dire come l'acqua si muove attraverso di loro, quindi tutti i miglioramenti degli ultimi 40 anni sono stati fatti essenzialmente al buio". In sostanza le membrane ad osmosi inversa funzionano applicando pressione alla soluzione salina per mangimi su un lato: i minerali rimangono intrappolati nei filtri mentre l'acqua passa attraverso. Ad ogni modo entrando un po' più nei particolari le basi per questo nuovo lavoro sono state gettate quando gli studiosi della DuPont hanno scoperto che le membrane più spesse si stavano effettivamente dimostrando più permeabili: questo ha rappresentato una sorpresa perché la conoscenza convenzionale era che lo spessore riduce la quantità di acqua che può scorrere attraverso le membrane. Comunque sia, dopo un "summit dell'acqua" organizzato nel 2015 dallo stesso Manish Kumar, i ricercatori, servendosi dei calcoli eseguiti per la maggior parte sul Stampede2, (ossia il supercomputer del Texas Advanced Computing Center), hanno sviluppato ricostruzioni 3D della struttura delle membrane in scala nanometrica utilizzando microscopi elettronici all'avanguardia presso il Materials Characterization Lab ed hanno modellato il percorso dell'acqua attraverso queste membrane per prevedere l'efficienza della pulizia dell'acqua in base alla loro struttura. In questo modo durante le loro analisi gli scienziati hanno documentato un aumento dell'efficienza delle membrane testate del 30%-40%, il che significa che possono pulire più acqua usando molta meno energia: a sua volta ciò potrebbe portare ad un maggiore accesso all'acqua pulita e ad una riduzione delle bollette dell'acqua sia per le singole famiglie che per i grandi utenti. In merito a ciò gli studiosi hanno spiegato: "Anche se più efficiente dei processi di desalinizzazione non a base di membrane, questa tecnica richiede comunque una grande quantità di energia e migliorare l'efficienza delle membrane potrebbe ridurre questo carico". Mentre Enrique Gomez, altro pricipale responsabile dell'indagine in questione, ha, infine, concluso sostenendo: "La gestione dell'acqua dolce sta diventando una sfida cruciale in tutto il mondo. Carenze, siccità: con l'aumento delle condizioni climatiche avverse si prevede che questo problema diventerà ancora più significativo. È di fondamentale importanza avere disponibilità di acqua pulita, specialmente nelle aree a basse risorse".