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Purificação de água via nanotubos de carbono.

Os nanotubos de carbono suscitam grande interesse em numerosas áreas: suas propriedades mecânicas, eletrônicas e químicas são, de fato, excepcionais. Uma equipe da Universidade de Viena (Áustria) mostrou que os nanotubos são particularmente adaptados à purificação da água e permitem analisar elementos em concentrações incrivelmente baixas.


Purificação da água

No que diz respeito aos poluentes não solúveis em água, a utilização de nanotubos de carbono (um material formado de átomos de carbono em forma de tubos, com um diâmetro da ordem de alguns nanômetros) se revela mal-adaptada e cara. Mas quando se trata de poluentes, desta vez solúveis em água, as propriedades deste material se tornam particularmente interessantes.

De fato, grande número de poluentes aquáticos tem uma notável afinidade com os nanotubos de carbono: caso, por exemplo, de medicamentos hidrossolúveis, que não podem - a não ser dificilmente -, ser separados da água com carvão ativo, substância frequentemente utilizada para purificar a água. Além disso, os nanotubos de carbono possuem uma grande área superficial relativamente à sua massa (da ordem de 500 m2 por grama) e podem, pois, fixar uma quantidade importante de poluentes. Um filtro feito de nanotubos de carbono não se saturaria senão lentamente, o que faria baixar os custos de manutenção e a quantidade de perdas de material associados ao tratamento da água.

Não obstante, o comportamento de nanotubos de carbono no ambiente é ainda pouco conhecido, em razão de suas propriedades particulares. Antes da disponibilização de filtros fabricados com este material, uma boa compreensão das interações entre os poluentes e os nanotubos de carbono, bem como de seu comportamento em condições naturais, é essencial.



Representação das interações de compostos policíclicos com nanotubos de carbono. (Visão artística.)

Créditos: ACS.


Uma equipe do Departamento de Geociências Ambientais, da Universidade de Viena, estuda atualmente o impacto de nanotubos de carbono no ambiente, com a ajuda de um método passivo de amostragem, que permite igualmente detectar os poluentes, em concentrações bastante baixas, comparáveis às condições reais.

Após experiências realizadas durante um ano, os cientistas desenvolveram este método passivo de amostragem, que permite medir a afinidade de certos poluentes cancerígenos - os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos ("compostos mutagênicos e carcinogênicos, introduzidos no ambiente em grandes quantidades") - com os nanotubos de carbono. Este método, baseado na química analítica e na microscopia eletrônica, foi desenvolvido em colaboração com físicos da Universidade de Utrecht (Países Baixos). As propriedades de absorção e de adsorção [1] de vários desses poluentes nos nanotubos de carbono puderam, assim, ser estudadas.

[1] Quando de uma absorção, as moléculas absorvidas entram em profundidade na fase absorvente, ao contrário da adsorção, onde as moléculas adsorvidas ficam na superfície.

Universidade de Viena (Tradução - MIA).


Notas do Scientific Editor: o trabalho, de título: "Measuring and Modeling Adsorption of PAHs to Carbon Nanotubes Over a Six Order of Magnitude Wide Concentration Range", que deu origem a esta notícia, é de autoria de Melanie Kah, Xiaoran Zhang, Michiel T.O. Jonker e Thilo Hofmann, tendo sido publicado no periódico Environmental Science & Technology, volume 45, número 14, págs. 6111-6117, 2011, DOI: 10.1021/es2007726.


O Laboratório de Química do Estado Sólido - LQES, UNICAMP, vem se dedicando ao estudo dos efeitos ecotoxicológicos de nanotubos de carbono em ambientes aquáticos. Veja, abaixo, recente publicação sobre o tema:

G.A. Umbuzeiro, V.R. Coluci, J. Honório, R. Giro, D.A. Morales, A.S. Lage, J.L. Mazzei, I. Felzenszwalb, A.G. Souza Filho, D. Stefani and O.L. Alves, "Understanding the Interaction of Multiwalled Carbon Nanotubes with Mutagenic Organic Pollutants using Computation Modeling and Biological Experiments", Trends in Analytical Chemistry, volume 30, número 3, págs. 437-446, 2011, DOI 10.1016/j.trac.2010.11.013.


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