Cientistas desenvolvem ”nanoporos” que filtram de forma barata o sal da água do mar

Engenheiros nos EUA vem trabalhando em uma nova maneira mais eficiente, em termos de energia, de tirar o sal da água do mar, que poderia gerar enormes vantagens, proporcionando as pessoas, acesso à água potável e ajudar no combate  a problemas como a seca.

Os pesquisadores desenvolveram um material que permite que grandes volumes de água passem através de buracos extremamente pequenos, chamados “nanoporos”, bloqueando o sal e outros contaminantes. O material que eles estão usando – uma folha de nanômetros de espessura de dissulfeto de molibdênio (MoS2) crivada com nanoporos – é a mais eficiente de uma série de películas finas de membrana que os engenheiros modelaram, filtrando até 70% mais água do que o grafeno .

Esquema da caixa de simulação que consiste em uma folha de MoS2 (molibdênio em azul e enxofre em amarelo), água (azul transparente), íons (em vermelho e verde) e uma folha de grafeno (em cinza).
Esquema da caixa de simulação que consiste em uma folha de MoS2 (molibdênio em azul e enxofre em amarelo), água (azul transparente), íons (em vermelho e verde) e uma folha de grafeno (em cinza).

“Mesmo havendo uma grande quantidade de água no planeta, muito pouco é potável”, disse Narayana Aluru, professora de ciência mecânica e engenharia na Universidade de Illinois e líder do estudo. “Se pudéssemos encontrar uma forma eficiente para purificar a água do mar, com baixo custo, estaríamos fazendo bons progressos na resolução da crise de água.”

O bissulfeto de molibdênio acoplado à nanoporos poderia ser essa solução. Enquanto a dessalinização não é um conceito novo, os ganhos de eficiência com esse tipo de material novo – tanto em termos de energia necessária para fazer o trabalho de filtração, e também o custo de manter um sistema de dessalinização em funcionamento – poderia fazer uma diferença no mundo quando se trata de processar grandes quantidades de água do mar.

“Encontrar materiais para a dessalinização eficiente tem sido um grande problema, e eu acho que este trabalho estabelece as bases para materiais da próxima geração”, disse Aluru. “Esses materiais são eficientes em termos de consumo de energia e incrustação, que são questões que têm atormentado a tecnologia de dessalinização por um longo tempo.”

A dessalinização convencional baseia-se na osmose inversa para canalizar a água do mar através de uma membrana fina de plástico, mas o processo sofre de um número de pontos de estrangulamento. Enquanto a membrana fina aparece a olho nú, de uma perspectiva microscópica é mais um tubo tipo túnel do que uma folha de apenas um nanômetro de espessura, o que significa que é necessária mais pressão (e, portanto, energia) para operar. Eles também são suscetíveis a mais entupimento, que aumentam os custos operacionais.

Em comparação, a finura extrema da membrana de dissulfureto de molibdênio permite a passagem da água com uma resistência muito menor, diminuindo ou eliminando muitos dos inconvenientes acima referidos. Mas o engenho por trás do sistema não está apenas em sua engenharia.

“MoS2 tem vantagens inerentes em que o molibdênio no centro atrai a água, então o enxofre do outro lado empurra-a, por isso temos muito mais elevada a taxa de água que atravessa os poros”, disse Mohammad Heiranian, primeiro autor do estudo. “É inerente à química de MoS2 e a geometria do poro, de modo que não têm que funionalizar o poro, que é um processo muito complexo, com grafeno.”

Lá você tem, minha “gente” o primeiro filtro de água sedento do mundo. Nós amamos isso! Os próximos passos para os pesquisadores são realizar parcerias com fabricantes que podem trazer a sua técnica de dessalinização modelado para a vida. O primeiro passo será o teste, mas eles estão confiantes em suas conclusões que são publicados na Nature Communications, poderia ser aplicado em escala industrial para o benefício de todos.

“‘Estou na Califórnia agora, e há um monte de conversas sobre a seca e como lidar com isso’, disse Amir Barati Farimani, um pós-doutorado na Universidade de Stanford que trabalhou na pesquisa em Illinois como um estudante de pós-graduação. “Estou muito esperançoso de que este trabalho pode ajudar os projetistas de usinas de dessalinização.”

Fonte: Science Alert.

Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e mestre em Biociências e Biotecnologia pela UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.
Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e mestre em Biociências e Biotecnologia pela UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.

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