30/11/2020

Filtro reutilizável elimina metal cancerígeno da água tratada

Com informações da Agência Fapesp
Filtro reutilizável elimina metal cancerígeno da água tratada
Membrana reutilizável elimina corante e metal cancerígeno da água durante a etapa de tratamento para fornecimento à população.
[Imagem: Elias P. Ferreira-Neto et al. - 10.1021/acsami.0c14137]

Filtro híbrido

Pesquisadores brasileiros desenvolveram um filtro ultrafino capaz de, simultaneamente, separar e degradar um tipo de metal cancerígeno e um corante comumente encontrados em águas residuais.

A tecnologia, que pode ser reutilizada várias vezes sem perder a eficácia, é composta de celulose produzida por bactérias e revestida por uma camada de um material semicondutor conhecido como molibdenita (dissulfeto de molibdênio, ou MoS2), um material atóxico.

O filtro requer uma fonte de luz que forneça energia ao dissulfeto de molibdênio para que, por meio de algumas reações químicas, esse metal degrade os compostos tóxicos à medida que eles vão ficando "presos" ao material.

A equipe testou o desempenho da tecnologia construindo um fotorreator, um aparelho no qual a água em fluxo passa pela membrana filtrante devidamente iluminada por uma lâmpada. Após duas horas de tratamento, foi possível remover 96% do corante azul de metileno e 88% do metal crômio (VI), que é cancerígeno. A membrana foi capaz de degradar as substâncias tanto de forma isolada como misturadas.

Contaminantes emergentes

O uso de celulose bacteriana no desenvolvimento de tecnologias para a descontaminação da água é inédito e apresenta diversas vantagens em relação a outros materiais, como a sílica e o dióxido de titânio, que são aplicados na forma de pó ou de membranas.

"Além de ser uma matéria-prima renovável, a celulose bacteriana permite a construção de um material mais leve, flexível, resistente, com maior durabilidade e menos suscetível a trincas. Embora nossa pesquisa ainda seja apenas uma prova de conceito e esteja em estágio inicial, é muito gratificante ter a possibilidade de proporcionar a quem desenvolve as estações de tratamento de água novas tecnologias para melhorar a qualidade de vida da população," disse o professor Ubirajara Pereira, da Unesp (Universidade Estadual Paulista) em Araraquara.

Aerogel

O filtro, ou membrana, desenvolvido pelo grupo é um tipo de aerogel, ou seja, um gel cuja parte líquida foi substituída por um gás (nesse caso, o ar). Inicialmente as bactérias produzem um hidrogel de celulose, um material altamente poroso e composto por aproximadamente 99% de água. Depois purificado, o hidrogel é revestido com nanofolhas do dissulfeto de molibdênio. Finalmente, o material é transformado em aerogel por meio de um processo chamado secagem controlada, que substitui a água por ar, dando forma ao produto final.

Compostos como tintas, metais, remédios, cosméticos e produtos de higiene pessoal estão entre os chamados contaminantes emergentes, substâncias que podem ser encontradas em pequenas concentrações nos rios que abastecem municípios e chegar até nossas casas, já que as estações de tratamento de água carecem de equipamentos adequados para removê-los.

"Há uma necessidade muito grande de desenvolver novos materiais com propriedades melhoradas e com maior aplicabilidade para a remoção eficiente de uma ampla gama de poluentes da água", explicou o pesquisador Elias Paiva Neto, que desenvolveu o filtro.

Checagem com artigo científico:

Artigo: Bacterial Nanocellulose/MoS2 Hybrid Aerogels as Bifunctional Adsorbent/Photocatalyst Membranes for in-Flow Water Decontamination
Autores: Elias P. Ferreira-Neto, Sajjad Ullah, Thais C.A. da Silva, Rafael R. Domeneguetti, Amanda P. Perissinotto, Fábio S. de Vicente, Ubirajara P. Rodrigues-Filho, and Sidney J. L. Ribeiro*
Publicação: Applied Materials & Interfaces
Vol.: 12, 37, 41627-41643
DOI: 10.1021/acsami.0c14137
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