Cientistas da Universidade de Dartmouth, nos Estados Unidos, estão desenvolvendo uma técnica com potencial para melhorar o tratamento de água. A pesquisa publicada na Nature Communications apresenta uma membrana líquida focada em capturar ânions dos elementos cloro e bromo: cloreto e brometo. Quando presentes em excesso na água, essas substâncias podem reagir ao oxigênio e formar combinações tóxicas para o ser humano.
Feita a partir de derivados da hidrazona, a barreira líquida se diferencia de outros métodos por permitir o transporte ativo dos ânions. Ela é acionada utilizando sinais de luz com diferentes comprimentos de onda. Brenno Silveira Neto, pesquisador do Instituto de Química da Universidade de Brasília (UnB), diz que o sistema pode ser comparado à construção de máquinas a nível de estrutura molecular.
"A máquina é ativada quando se acende a luz: o 'robô' abre os braços para deixar passar os ânions. Quando a luz se apaga, eles se fecham. Para liberar os ânions do outro lado, novamente se faz ativação com outro tipo de luz", descreve Silveira.
Bioestáveis
Segundo o autor senior do estudo, Ivan Aprahamian, as hidrazonas são interessantes porque são bioestáveis, ou seja, possuem uma cinética de relaxamento térmico lenta que pode levar anos.
"Significa que o interruptor pode manter o ânion por longos períodos de tempo, enquanto os interruptores metaestáveis, que é o que tem sido usado até agora, geralmente relaxam termicamente em horas ou dias", diz o pesquisador de Dartmouth.
A aposta dos autores é de que os resíduos poderiam ser retirados de maneira mais cuidadosa e controlada, apesar de métodos como a oxidação já serem eficientes para tratar a água. Especialistas destacam ainda que técnicas anteriores, baseadas na luz, têm eficiência voltada para a captura de cátions, não ânions.
Os cientistas de Dartmouth defendem que é possível programar a ativação da máquina para outros elementos do tipo, algo a se explorar em etapas futuras da pesquisa.
Silveira reforça que o estudo é ainda uma prova de conceito, e seria preciso escalonar os resultados para pensar na aplicação concreta.
Aprahamian confirma que a engenharia para isso teria que ser trabalhada, mas antecipa que o ideal seria uma instalação ao ar livre com filtros adequados nas interfaces de entrada e saída da água para aproveitar a luz solar. "Depois que a água for limpa, você poderá remover a câmara de saída, onde se acumulariam os contaminantes. Lembre-se de que eles podem ser úteis, como ânions de fosfato e nitrato, usados em fertilizantes, então podem ser reciclados e reutilizados", diz o autor senior.
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Elementos químicos em ação
Elementos químicos são compostos por conjuntos de átomos, unidades minúsculas de matéria que se combinam para formar as substâncias que conhecemos. Todo átomo é composto por três partículas essenciais: elétrons, prótons e nêutrons. Os elétrons orbitam o núcleo dos átomos, na qual estão as duas outras partículas, e podem migrar de uma camada a outra ou se combinar com elétrons de outros elementos quando ocorrem reações químicas. Elementos químicos se apresentam de formas diversas quando possuem uma quantidade de elétrons diferente do padrão em um elemento estável. Os ânions têm elétrons a mais e são negativamente carregados, já os cátions possuem um elétron a menos e, são positivamente (carregados).