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UM PURIFICADOR DE ÁGUA DERIVADO DE PLANTAS!

UM PURIFICADOR DE ÁGUA DERIVADO DE PLANTAS!

Edição Vol. 4, N. 11, 26 de Junho de 2017

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2017.06.26.002

Cientistas da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Yale desenvolveram um material derivado de plantas que pode ser usado para purificar a água potencialmente de maneira mais eficaz do que os materiais de membrana atuais baseados em petróleo. Enquanto as Nações ricas continuam investindo pesado em Ciência, Tecnologia e Inovação, e ganhando bilhões comas novas empresas que são formadas, o Brasil segue os burros do comunismo desperdiçando e retirando verba da pesquisa…

O material, um polímero nanoporoso altamente ordenado e alinhado, é baseado em ácidos graxos naturais que são derivados de óleos vegetais. O projeto foi liderado pelo professor Chinedum Osuji e seu laboratório, em colaboração com o professor Menachem Elimelech.

A estrutura que se obtém é altamente seletiva porque o tamanho dos poros é muito bem definido, enquanto o fato de que os poros sejam alinhados garante uma operação extremamente eficiente. Esta seletividade significa que o material poderia ter uma aplicação prática na nanofiltração para eliminar a água de contaminantes, como corantes têxteis, produtos farmacêuticos, pesticidas e outros contaminantes de interesse emergente (1).

As tecnologias baseadas na membrana desempenham um papel importante na purificação de água, mas que as tecnologias atuais têm duas desvantagens significativas:

- Elas apresentam baixa seletividade. 

- E são fabricadas inteiramente a partir de materiais à base de petróleo.

Devido às preocupações ambientais, a produção de polímeros úteis a partir de materiais renováveis ou derivados sustentáveis tem sido um objetivo dos cientistas que buscam uma alternativa aos materiais à base de petróleo. No entanto, essas alternativas provaram ter desempenho inferior (1).

Para criar o novo material, os cientistas usaram uma técnica conhecida como modelo molecular em que uma única molécula age como um guia para moléculas de ácidos graxos para se auto-montarem em colunas empilhadas hexagonalmente. Como as moléculas de ácidos graxos não se ligam fisicamente à molécula guia, o modelo pode ser removido, produzindo nanoporos. O tamanho dos nanoporos é precisamente definido pelo processo de auto-montagem, enquanto a natureza química das paredes dos nanoporos é definida intrinsecamente pelo ácido-graxo, ou por simples modificações químicas realizadas após a formação da membrana (1) (Figura 1).

polimero

 Figura 1: Pesquisadores desenvolvem material derivado de plantas para purificar a água (1).

As membranas foram testadas em experimentos de adsorção para ver quão facilmente moléculas de diferentes tamanhos e cargas diferentes (positiva ou negativamente carregadas) poderiam entrar nos poros. Os resultados foram deslumbrantes – uma pequena diferença de apenas 0,4 nm (cerca de 250 mil vezes menor do que a largura de um cabelo humano) resultou em uma mudança desde a admissão completa até a rejeição quase completa das moléculas e as membranas apresentaram rejeição completa de moléculas carregadas negativamente, independentemente do tamanho delas. Essas novas membranas podem transportar água seletivamente e moléculas desejadas, mas rejeitar as indesejadas, de uma maneira que é superior às atuais membranas comercialmente disponíveis (1).

A síntese da molécula modelo é de baixo custo e escalável. Além disso, a molécula modelo que é eventualmente removida da membrana polimérica pode ser reutilizada para produzir membranas adicionais (1).

Agora, os cientistas estão querendo fazer filmes grandes e examinar sua seletividade no fluxo impulsionado pela pressão, para ver quais moléculas passam e quais não -, basicamente, aumentando a escala para as membranas práticas. A equipe também explorará outros usos potenciais, como a transferência de nanopadrões de alta densidade para a indústria de semicondutores (1).

É a ciência básica que se torna prática com investimentos mínimos, retornando como empresas, empregos e milhões de dólares em impostos que, se bem aplicados e não desviados, atendem a toda sociedade… 

Fonte: Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas, Universidade de Yale

Referência

1.Feng X, Kawabata K, Kaufman G, Elimelech M, Osuji CO. Highly Selective Vertically Aligned Nanopores in Sustainably Derived Polymer Membranes by Molecular Templating. ACS Nano. 2017;11(4):3911-21.

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