Uma nova tecnologia que é fácil de fabricar e usa materiais disponíveis comercialmente faz com que seja possível remover continuamente óleos e outros poluentes da água, o que representa uma potencial ferramenta para a limpeza do meio ambiente.
O material é fabricado para ser hidrofóbico e superoleophilic, o que significa que rejeita a água ao absorver óleos. É feito usando esponjas de melamina, com ultra baixo peso, material poroso encontrados em vários produtos, incluindo almofadas de limpeza doméstica e materiais de isolamento.
Os investigadores modificaram a esponja de melamina por imersão numa solução contendo uma pequena quantidade de borracha de silicone chamado PDMS e solvente hexano, resultando em um revestimento extremamente fina que repele a água, enquanto permitindo que o óleo seja absorvido na esponja.
“A razão pela qual nós estamos animado sobre isso é que ele é fabricado usando um processo de uma etapa muito barato para revestir as esponjas de melamina, e o material pode ser reutilizado muitas vezes,” disse Suresh V. Garimella, vice-presidente executivo da Universidade de Purdue (Indiana, EUA) para pesquisa e parcerias e a Distinguished Professor Goodson de Engenharia mecânica.
“Acreditamos que este pode ser facilmente adotado para a limpeza de derramamentos de óleo e vazamentos químicos industriais.”
Os resultados são detalhados em um artigo que foi publicado em março na revista da American Chemical Society Industrial e Engenharia Química Research. O documento foi escrito pelo Pós-pesquisador associado Xuemei Chen, a investigação do professor assistente de engenharia mecânica Justin A. Weibel e Garimella.
A água é contaminada com óleo de silicone (tingido de vermelho) e o material de esponja recém desenvolvido é varrido através da superfície para absorver a camada de óleo; a esponja saturada de óleo flutua no prato e pode ser facilmente apanhada fora da água limpa. Crédito: Justin Weibel
Chen fez a descoberta enquanto trabalhava no Centro de Nanotecnologia Birck no parque da descoberta de Purdue. Os investigadores demonstraram que o novo material pode remover óleos e poluentes químicos orgânicos que são imiscíveis com a água, tais como hidrocarbonetos, fluidos de arrefecimento e fluido de isolamento a partir de transformadores elétricos, compostos cancerígenos chamados PCBs e certos pesticidas.
“O alvo é qualquer poluente que é imiscível com água e que tem uma tensão superficial baixa”, disse Weibel.
Por outro lado, a água tem uma tensão superficial elevada, fazendo com que seja repelida pela esponja.
“Você precisa desse contraste na tensão superficial para o material, da esponja, consiga remova o contaminante”, disse Garimella.
Outras tecnologias em desenvolvimento que incorporam propriedades hidrofóbicas e superoleophilic são caros, difíceis de escalar, ou exigir o uso de materiais exóticos, como nanotubos de carbono e grafeno.
“Derramamento de petróleo a partir de fontes industriais causou graves danos ao meio ambiente”, disse Chen. “Os métodos convencionais utilizados para limpar óleos e poluentes orgânicos são lentos e gastam uma grande quantidade de energia. O desenvolvimento de materiais absorventes com elevada seletividade para os óleos é de grande importância ecológica para a remoção de poluentes a partir de fontes de água contaminada”.
Os resultados mostram o material de esponja tem uma capacidade de absorção de 45-75 vezes o seu próprio peso, o que é comparável com outros materiais mais exóticos em desenvolvimento.
“Há duas maneiras de usar esta esponja”, disse Garimella. “Você pode simplesmente arrasta-lo sobre a superfície da água para absorver o contaminante ou aplicar sucção para que ele continuamente extrai o óleo e deixa a água para trás.”
