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UNIVERSIDADE DE MANCHESTER
Ilustração feita por pesquisadores do Reino Unido mostra como membrana de óxido de grafeno por separar o sal da água |
Uma equipe de pesquisadores da
Universidade de Manchester, no Reino Unido, criou uma "peneira" de
grafeno que consegue remover o sal da água do mar. A invenção tem o potencial
de ajudar milhões de pessoas sem acesso direto a água potável.
O grafeno é uma das formas cristalinas
do carbono, como o diamante e o grafite.
A peneira criada pelos cientistas é
feita usando um derivado químico, o óxido de grafeno, e pode ser altamente
eficiente na filtragem do sal. Ela agora será testada em comparação a membranas
de dessalinização já existentes.
Os resultados da pesquisa foram divulgados na
publicação científica Nature Nanotechnology.
Facilidade
O grafeno foi descoberto em 1962, mas
foi pouco estudado até ser redescoberto, isolado e caracterizado por
pesquisadores da Universidade de Manchester em 2004. Ele consiste em uma camada
fina de átomos de carbono organizada em uma espécie de treliça hexagonal.
Suas propriedades incomuns, como sua
força elástica e condutividade elétrica, o tornaram um dos metais mais
promissores para futuras aplicações.
Mas até o momento, era difícil e caro
produzir barreiras de grafeno em escala industrial com os métodos existentes.
Rahul Nair, que liderou a pesquisa,
revela, no entanto, que o óxido de grafeno pode ser feito facilmente em
laboratório.
"Em forma de solução ou tinta,
podemos aplicá-lo em um material poroso e usá-lo como membrana. Em termos de
custo do material e produção em escala, ele tem mais vantagens em potencial do
que o grafeno em uma camada."
"Para tornar a camada normal de
grafeno permeável, é preciso fazer pequenos buracos nela, mas se esses buracos
forem maiores que um nanômetro, os sais escapam por eles. Seria preciso fazer
uma membrana com um buraco muito uniforme com menos de um nanômetro para que
ela possa ser usada na dessalinização. É muito difícil."
As membranas feitas de óxido de
grafeno provaram ser capazes de filtrar nanopartículas, moléculas orgânicas e
até sais de cristais maiores. Mas até agora, elas não conseguiam ser usadas
para filtrar sais comuns, que requerem peneiras ainda maiores.
Trabalhos anteriores mostravam que as
membranas de óxido de grafeno ficavam levemente inchadas quando imersas em
água, o que permitia que sais menores passassem por seus poros juntamente com
moléculas de água.
Agora, Nair e seus colegas
demonstraram que colocar paredes feitas de resina epóxi em cada lado da
membrana de grafeno é suficiente para frear este inchaço.
Isso também permitiu aos cientistas
ajustar as propriedades da membrana, deixando passar mais ou menos sal, por
exemplo.
Promessa
Até 2025, a ONU estima que 14% da
população mundial enfrentará escassez de água.
Enquanto os efeitos da mudança
climática continuam a reduzir os reservatórios que abastecem as cidades, países
mais ricos investem também em tecnologias de dessalinização como alternativa.
Atualmente, usinas de dessalinização
ao redor do mundo usam membranas feitas com polímeros.
"Nosso próximo passo é comparar
as membranas de óxido de grafeno com o material mais sofisticado disponível no
mercado", diz Rahul Nair.
Mas em um artigo que acompanhava a
pesquisa na revista Nature Nanotechnology, o cientista Ram Devanathan, do
Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, nos EUA, disse que seria preciso
mais estudo para conseguir, de fato, produzir membranas de óxido de grafeno a
baixo custo e em escala industrial.
Segundo ele, a equipe britânica ainda
precisa demonstrar a durabilidade da membrana durante o contato prolongado com
a água do mar e garantir que ela é resistente ao acúmulo de sais e de material
biológico - o fenômeno requer que as barreiras de dessalinização existentes
hoje sejam limpas ou substituídas periodicamente.
Fonte: bbc.com
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