Queridinho da ciência, grafeno também é capaz de remover urânio da água

Queridinho da ciência, grafeno também é capaz de remover urânio da água

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 05 de Agosto de 2021 às 11h37
maxxyustas/Envato

Pesquisadores do MIT, nos EUA, descobriram que o grafeno pode purificar água contaminada por urânio. Eles desenvolveram um filtro feito com uma espuma especial de óxido de grafeno que funciona como um “ímã”, atraindo e removendo o elemento radioativo de grandes quantidades de água potável.

Além de extrair urânio e outros metais pesados presentes na água da torneira, a espuma pode ser limpa e reutilizada por até sete vezes sem perder suas propriedades eletroquímicas e a capacidade de filtrar impurezas. Em poucas horas, o processo de purificação elimina compostos nocivos à saúde e não produz resíduos tóxicos.

“Cada vez que é usada, nossa espuma pode capturar quatro vezes seu próprio peso de urânio, e podemos atingir uma capacidade de extração de 4.000 mg por grama, o que é uma grande melhoria em relação a outros métodos”, explica o engenheiro de ciência dos materiais Ju Li, autor principal do estudo.

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“Ímã” de urânio

O urânio pode infiltrar-se no abastecimento de água por meio de depósitos subterrâneos naturais, como resíduos de usinas nucleares ou em sistemas ultrapassados de mineração. Como suas partículas são invisíveis a olho nu, pequenas quantidades de urânio podem trazer sérios riscos à saúde de animas e seres humanos, como danos renais, câncer e problemas neurológicos.

Para capturar essas partículas, os pesquisadores eletrificam a espuma para dividir a água ao redor e liberar hidrogênio, aumentando o pH dessa região. Esse processo induz uma mudança química que atrai os íons de urânio para a superfície da espuma. O material resultante é um hidróxido de urânio cristalino.

Esquema de filtragem da espuma de óxido de grafeno (Imagem: Reprodução/MIT)

A espuma de óxido de grafeno consegue capturar altas concentrações de poluentes que podem ser facilmente removidos da sua superfície com a reversão da carga elétrica. Quando essas cargas são invertidas, o mineral, parecido com escamas de peixe, desprende-se e desliza para fora da espuma.

“Foram necessárias centenas de tentativas para obter a composição química e a eletrólise certas. A espuma era inicialmente muito frágil, tendendo a se quebrar em pedaços com muita facilidade. Então, o que fizemos foi torná-la mais forte e durável”, comenta o estudante de engenharia nuclear Ahmed Helal, coautor do estudo.

Além da torneira

Durante os experimentos realizados em laboratório, os cientistas observaram que a espuma de grafeno também funciona muito bem na água do mar. Um pequeno pedaço do material conseguiu reduzir concentrações de urânio de 3 partes por milhão para 19,9 partes por bilhão, revelando que outros íons presentes na água salgada não interferem no processo de filtragem.

Urânio presente na água pode ser resíduo de usinas nucleares (Imagem: Pilens/Envato)

Além do urânio, os pesquisadores acreditam que seja possível fabricar uma espuma de grafeno de baixo custo para eliminar metais pesados, como chumbo, mercúrio, rádio e cádmio em filtros de água domésticos equipados com dispositivos capazes de gerar eletricidade em baixa voltagem.

“No futuro, em vez de termos um filtro de água passivo em casa, poderíamos usar um equipamento inteligente alimentado por eletricidade limpa para ativar a ação eletrolítica. Esse sistema poderia extrair vários metais tóxicos e, ao mesmo tempo, fornecer a garantia de qualidade sobre a água que estamos bebendo”, termina o professor Ju Li.

Fonte: MIT

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