Uma nova classe de materiais híbridos de baixo custo e sustentáveis ​​poderia possivelmente substituir o carvão ativado como a escolha preferida para reduzir águas residuais e poluição do ar. O material, descrito em Fronteiras na Química , é sintetizado de forma barata a partir de resíduos sólidos e um polímero naturalmente abundante - e pode reduzir os poluentes do ar e das águas residuais com mais sucesso do que o carvão ativado, o adsorvente padrão ouro atual.

"Este artigo mostra a síntese simples de um novo material híbrido poroso, obtidos usando materiais de baixo custo e subprodutos, "diz o autor principal, Dra. Elza Bontempi da Universidade de Brescia, Itália. "O material foi elaborado com base no pedido da Comissão Europeia de desenvolver um modelo acessível, solução de material orientada para o design sustentável e inovador que pode reduzir a concentração de partículas em áreas urbanas. "

Material particulado - partículas sólidas e gotículas líquidas encontradas no ar e emitidas por usinas de energia, indústria, automóveis e incêndios - é onipresente nas cidades e até mesmo no campo. Além disso, milhões de toneladas de efluentes industriais são lançados nas águas do mundo todos os anos. Tanto o material particulado quanto os corantes orgânicos são altamente tóxicos para os ecossistemas e para a humanidade.

O carvão ativado é o adsorvente mais comum usado para reduzir a poluição atmosférica e de águas residuais - mas é caro para produzir e regenerar. O desafio tem sido encontrar uma alternativa econômica.

No novo estudo, pesquisadores combinaram uma matéria-prima naturalmente abundante, alginato de sódio (um polissacarídeo que pode ser extraído de algas marinhas e algas) com um subproduto industrial de alto volume, sílica ativa (um subproduto do processamento de ferrossilício ou liga de metal de silício) para produzir um adsorvente "verde" melhor do que o carvão ativado.

"O artigo relata resultados preliminares sobre a capacidade do novo material de capturar partículas, "diz o Dr. Bontempi." Também pode ser usado para remediação de águas residuais. Em particular, sua capacidade de substituir o carvão ativado é demonstrada. "

O método de síntese é simples e fácil de aumentar. Aproveitando as propriedades de gelificação do alginato, os pesquisadores o combinaram com a decomposição de bicarbonato de sódio de grau alimentício (bicarbonato de sódio) para consolidar o material. O teste de poluição de águas residuais foi realizado usando o corante azul de metileno como poluente modelo. O material híbrido adsorveu e removeu o corante, mesmo em altas concentrações, com eficiência de 94%.

As análises revelaram que, em comparação com o carvão ativado, a produção do material híbrido consumiu menos energia ("energia incorporada"), deixando uma pegada de carbono muito menor. O material também demonstrou capacidades encorajadoras para reter material particulado de fumaça de escapamento de diesel.

O material pode ser aplicado como revestimento, usado para pulverizar ou escovar, e usado para impressão 3D. Isso significa que pode ser usado para cobrir superfícies externas de construção para remover matéria particular, bem como projetar unidades de filtração de água.

Esta versatilidade é uma nova adição empolgante ao kit de ferramentas da humanidade para reduzir a poluição do ar e da água.