'Peneira' é feita de óxido de grafeno, o material mais fino e forte que existe
Pesquisadores britânicos anunciaram, nesta segunda-feira, que criaram um filtro à base de óxido de grafeno capaz de remover todo o sal da água do mar. Cientistas tentam desenvolver algo assim com o grafeno — considerado o material mais fino e resistente que existe — desde o início desta década. Espera-se que essa criação ajude mulhões de pessoas ao redor do mundo que sofrem com a falta d'água.
A pesquisa é conduzida desde 2004 por cientistas da
Universidade de Manchester, na Inglaterra, e teve seus resultados publicados na
revista "Nature Nanotechnology".
Se antes a produção de grafeno
em escala industrial era tida como um grande desafio, o estudo liderado pelo
físico Rahul Nair resolveu esse impasse ao desenvolver o óxido de grafeno, um
derivado químico muito mais fácil de se produzir.
O grafeno compreende uma única
camada de átomos de carbono dispostos em uma rede hexagonal — sendo, assim, uma
estrutura que não tem três dimensões. Suas propriedades incomuns, como a
extraordinária resistência à tração e a condutividade elétrica, fizeram com que
ele fosse considerado um dos materiais mais promissores para futuras
aplicações. Mas tem sido difícil produzir grandes quantidades de grafeno de
camada única utilizando métodos existentes. Além disso, as técnicas que
envolvem sua produção são muito caras.
Por outro lado, o óxido de
grafeno pode ser produzido por oxidação simples no laboratório explicou à
"BBC News" o líder da pesquisa, Rahul Nair. Em termos de escala e
de custo do material, o óxido de grafeno tem uma vantagem potencial em relação
ao grafeno de camada única.
Membranas de óxido de grafeno já provaram seu valor para filtrar grandes sais, moléculas orgânicas e até mesmo nanopartículas. Mas, até agora, não podiam ser usadas para filtrar os sais comuns, que exigem peneiras ainda menores.
Trabalhos anteriores tinham mostrado que as membranas de
óxido de grafeno ficavam ligeiramente inchadas quando imersas em água,
permitindo que sais menores pudessem fluir através dos poros, juntamente com
moléculas de água.
Agora, Nair e sua equipe
demonstraram que colocar paredes feitas de resina epóxi — uma substância usada
em revestimentos e colas — em ambos os lados da membrana de óxido de grafeno é
suficiente para impedir essa expansão.
MEMBRANA EFICIENTE
Quando os sais comuns são
dissolvidos em água, eles sempre formam uma "concha" de moléculas de
água em torno das moléculas de sal. Isso permite que os minúsculos poros das
membranas de óxido de grafeno impeçam o sal de fluir junto com a água.
As moléculas de água podem
passar individualmente, mas o cloreto de sódio não pode. Ele sempre precisa da
ajuda das moléculas de água. O tamanho da "concha" de água em torno
do sal é maior do que o tamanho do canal, por isso ele não pode passar —
afirmou o físico.
Em contraste, as moléculas de
água fluem excepcionalmente rápido através da barreira de membrana, o que o
torna ideal para uso em dessalinização.
Quando o tamanho do poro é
de cerca de um nanômetro, o que é muito próximo do tamanho da molécula de água,
essas moléculas formam um bom arranjo interconectado, como um trem explicou
Nair.
ESCASSEZ DE ÁGUA POTÁVEL
A Organização das Nações
Unidas (ONU) acredita que, em 2025, 14% da população mundial sofra com a
escassez de água. Como os efeitos das mudanças climáticas acabam por reduzir o
abastecimento de água nas cidades, os países ricos também estão investindo em
tecnologias de dessalinização.
As usinas de dessalinização
atuais em todo o mundo usam membranas à base de polímeros. Esta é a nossa primeira
demonstração de que podemos controlar o espaçamento [dos poros na membrana] e
que podemos fazer dessalinização [com grafeno], o que não era possível antes. O
próximo passo é comparar isso com o material disponível no mercado — disse o
pesquisador.
Postado por Hadson Bastos
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