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.
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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.
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.”