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    A fórmula certa para aumentar a produção de material promissor para descontaminar a água

    O método dos pesquisadores permite que eles criem uma quantidade muito maior de MoS 2 a um custo menor. Crédito:Universidade do Texas em Austin.

    Uma equipe internacional de pesquisadores encontrou uma maneira de refinar e produzir de forma confiável um material imprevisível e difícil de controlar que pode impactar a conservação ambiental, energia e eletrônicos de consumo.

    O material, Bissulfeto de molibdênio (MoS 2 ), possui um enorme potencial para inúmeras aplicações em armazenamento de energia, tratamento de água, gás, detecção química e de luz. Mas os altos custos e os desafios de fabricação impediram um uso mais amplo.

    "Existem muitas maneiras diferentes de fabricar este material, mas ninguém ainda foi capaz de fazê-lo em uma dimensão controlada e ajustável em grandes quantidades, em um baixo custo, forma reproduzível, "disse Donglei (Emma) Fan, professor associado do Departamento Walker de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia Cockrell e do Instituto de Materiais do Texas.

    Conforme relatado em Materiais avançados , Fan e a equipe de pesquisa criaram um método para fabricar nanofitas finas de MoS 2 em grande escala. Anteriormente, pesquisadores só conseguiram fazer o material em pequenas quantidades, anexado aleatoriamente a substratos de silício. Isso limitou o uso do material, e quando anexado ao substrato, tornou-se muito difícil de manipular.

    A equipe de pesquisa criou uma versão independente do MoS 2 em forma de pó que pode ser disperso em soluções para várias aplicações diferentes, mais notavelmente o tratamento da água. Yun Huang, estudante de graduação e primeiro autor do trabalho, disse que seu processo reduziu o custo de fabricação de um grama do material em 3, 000 vezes, em comparação com pesquisas publicadas anteriores focadas na produção de MoS 2 nanofitas.

    Remover o elemento perigoso mercúrio da água representa um dos usos mais impactantes do MoS 2 , Fan disse. Um estudo de 2016 liderado pelo U.S. Geological Survey descobriu que a contaminação por mercúrio está disseminada em vários níveis em todo o oeste dos Estados Unidos, no ar, solo, sedimento, plantas, peixes e animais selvagens. Altos níveis de mercúrio podem causar danos cerebrais e renais, especialmente em pessoas mais jovens. Além da água contaminada, os humanos estão mais expostos a problemas de mercúrio ao comer peixes, que podem acumular altas concentrações do elemento em seus corpos à medida que consomem outros organismos que foram expostos.

    Quando introduzido na água na forma de pó, a versão da equipe do MoS 2 pode ser disperso com a capacidade de sugar o mercúrio e removê-lo da água. Já existem vários métodos para remover o mercúrio da água, mas com esses novos recursos de fabricação de baixo custo e grande escala, MoS 2 torna-se uma solução alternativa forte.

    “Este é um material atraente porque possui propriedades únicas para diversas aplicações com potencial de mudar a vida das pessoas. Poder fazer o material com dimensões controladas e em grande quantidade, montá-lo e integrá-lo com dispositivos pré-fabricados traz MoS 2 um passo mais perto de aplicações práticas, não apenas ficando no laboratório, "Fan disse.

    MoS 2 também tem potencial como um componente em microprocessadores baseados em luz, que oferecem a promessa de velocidades de computação muito mais rápidas em relação aos dispositivos de hoje. E poderia servir como um catalisador de baixo custo para gerar combustível de hidrogênio a partir da água.

    Criando MoS 2 é um desafio. Vem da adição de enxofre a um material "pré-cursor" transformado. Dividir este processo em duas etapas - primeiro realizando a sulfurização em uma temperatura mais baixa e, em seguida, aumentando o calor - representou uma das principais inovações na fabricação de MoS 2 mais controlável.

    Experimentos anteriores fazendo MoS 2 nanofitas só foram capazes de criar uma quantidade microscópica do material. Contudo, os pesquisadores são capazes de obter uma "colher cheia" de MoS 2 nanofitas com uma única síntese, e os pesquisadores dizem que não há barreira para impedir a ampliação do procedimento para criar maiores quantidades do material.

    MoS 2 faz parte de uma classe de materiais 2-D que tem recebido muita atenção dos pesquisadores ultimamente. Eles são magros, semicondutores flexíveis e capazes, características que os tornam valiosos como parte de sensores para tudo, desde monitores cardíacos a detectores de emissão de poluentes.


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