Cientistas criaram uma membrana que filtra e degrada, ao mesmo tempo, substâncias tóxicas que não são identificadas pelas estações de tratamento
Imagem Ilustrativa
Pesquisadores do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da USP e do Instituto de Química (IQ) da UNESP, em Araraquara, criaram um novo material capaz de filtrar e degradar, simultaneamente, um tipo de metal cancerígeno e um corante que podem ser encontrados na água. Com a possibilidade de ser reutilizada várias vezes sem perder a eficácia, a tecnologia se apresenta como uma membrana, composta de celulose bacteriana revestida por uma camada de dissulfeto de molibdênio (MoS2), um metal que não é tóxico. Os resultados do trabalho geraram um artigo que foi publicado na revista científica norte-americana ACS Applied Materials & Interfaces.
“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”, explica Ubirajara, que exaltou a relevância do estudo: “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”, completa.
A estrutura da membrana desenvolvida pelos pesquisadores é um tipo de aerogel, que é um gel cuja parte líquida foi substituída por um gás, no caso do material feito pela USP e UNESP, o ar. Para construir a tecnologia, foi preciso realizar uma série de procedimentos. Inicialmente, a partir de um grupo de bactérias, os especialistas obtiveram um hidrogel de celulose bacteriana, material altamente poroso e composto por aproximadamente 99% de água. Após essa etapa, o produto é lavado para eliminar possíveis impurezas e, posteriormente, 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.
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Desafio global
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“, explica Elias Paiva Ferreira Neto, autor principal da pesquisa e pós-doutorando do IQ-UNESP.
O especialista diz que há anos os contaminantes emergentes têm desafiado centenas de cientistas brasileiros e do exterior a buscarem soluções eficientes e a entenderem os impactos que eles podem gerar ao meio ambiente e aos seres vivos. Segundo o Relatório de Desenvolvimento Mundial da Água da Organização das Nações Unidas (ONU) de 2017, mais de 80% das águas residuais urbanas e industriais do mundo – e mais de 95% em alguns países menos desenvolvidos – são lançadas no meio ambiente sem tratamento. O constante crescimento da população mundial, a abertura de novas indústrias, o aumento das atividades de agricultura, pecuária e mineração são fatores que contribuem para o agravamento do cenário, ameaçando a qualidade do abastecimento de água potável.
Elias, que se formou no IQSC, onde também realizou seu mestrado e doutorado, com orientação do professor Ubirajara, atualmente faz pós-doutorado no Laboratório de Materiais Fotônicos do IQ-UNESP com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Ele explica que o estudo realizado em parceria com a USP representa um avanço significativo no desenvolvimento de tecnologias para a remoção simultânea de contaminantes orgânicos (associados e organismos vivos) e inorgânicos da água a fim de promover sua purificação, podendo ser uma importante ferramenta para estações de tratamento de efluentes das indústrias têxteis e de couro do Estado de São Paulo. Nos próximos passos do estudo, ele conta que pretende testar a nova membrana para a degradação de outras substâncias, como amostras de medicamentos e pesticidas.
“Por se tratar de uma tecnologia simples e escalável, nós esperamos que futuramente ela possa reduzir os custos do tratamento de águas residuais e se tornar uma solução para mitigar os desafios ambientais”, finaliza.
O trabalho é fruto de uma parceria com o pesquisador Sidney José de Lima Ribeiro, professor do IQ-UNESP e supervisor de Elias, e com Fábio Simões, docente do Departamento de Física da UNESP, em Rio Claro. O estudo também teve a participação de Sajjad Ullah, da Universidade de Peshawar; da doutoranda do IQSC Amanda Perissinoto; e da mestranda Thais Caroline de Almeida e do mestre Rafael Romano, ambos do IQ-UNESP.
