Os corantes são amplamente utilizados em indústrias como têxteis, cosméticos, processamento de comida, fabricação de papel e plásticos. Globalmente, nós produzimos cerca de 700, 000 toneladas métricas - o peso de dois edifícios do Empire State - de tintura a cada ano para colorir nossas roupas, sombra, brinquedos e doces de máquina de venda automática.

Durante a fabricação, cerca de um décimo de todos os corantes são descarregados na corrente de resíduos. A maioria desses corantes escapam dos processos convencionais de tratamento de águas residuais e permanecem no meio ambiente, frequentemente alcançando lagos, rios e lagoas de retenção, e contaminar a água para as plantas aquáticas e animais que ali vivem. Mesmo um pouco de cor adicionada pode bloquear a luz solar e impedir a fotossíntese das plantas, que perturba todo o ecossistema aquático.

Uma equipe liderada pela Universidade de Washington criou uma maneira ecologicamente correta de remover a cor dos corantes na água em questão de segundos. A técnica foi descrita em artigo publicado online em junho na revista. Catálise B aplicada:Ambiental .

"Uma pequena quantidade de corante pode poluir um grande volume de água, portanto, precisávamos encontrar uma maneira de remover a cor de maneira muito rápida e eficiente, "disse o autor sênior Anthony Dichiara, professor assistente de ciência e engenharia de recursos biológicos na Escola de Ciências Ambientais e Florestais da UW. "Ficamos muito impressionados com o que conseguimos alcançar."

A equipe de pesquisa desenvolveu um método que remove a cor da água usando um material esponjoso que eles criaram com polpa de madeira e pequenos pedaços de metal. Celulose, a estrutura principal nas paredes das células vegetais e o material natural mais abundante na Terra, fornece a espinha dorsal do material, que é decorado com pequenos pedaços de paládio. Este metal serve como um catalisador para ajudar a remover a cor rapidamente.

Em vez de remover a tinta da água, a equipe de pesquisa procurou mudar a cor das tinturas para algo que ficasse fora do que podemos ver no espectro visível. Uma reação química pode, por exemplo, interromper a cor vermelha e torná-la clara, ou incolor. No caso de resíduos de corantes que colorem artificialmente a água dos lagos e evitam a fotossíntese, mudar o corante de vermelho para claro deve permitir que as plantas cresçam normalmente novamente.

A redução química de corantes usando moléculas chamadas "agentes redutores" pode alterar a estrutura do corante e mudar sua cor de vermelho ou azul para transparente. Contudo, a reação não é muito eficiente e pode levar semanas para ocorrer. O material do UW contém um catalisador que atua com o agente redutor para acelerar esse processo até quase instantâneo.

No novo jornal, os pesquisadores descrevem o processo simples e sustentável que desenvolveram para fazer o material de remoção de cor. Os pesquisadores combinaram moléculas de celulose com paládio metálico, aqueceu a solução e misturou no liquidificador. Em seguida, eles purificaram e liofilizaram o material para que se tornasse poroso, substância reutilizável. A esponja resultante é mais de 99 por cento de ar - seus grandes poros permitem que a água entre e saia, enquanto as partículas de catalisador de metal dentro do material trabalham para remover qualquer cor presente.

Assim como uma esponja de verdade, o material pode ser retirado da água e reutilizado várias vezes sem perder a capacidade de remover a cor da água. Os pesquisadores dizem que é difícil fazer um material tão leve que seja perfeito após muitas rodadas de compressão e filtragem, especialmente quando a esponja deve manter sua estrutura de queijo suíço fundida com partículas redutoras de cor.

Os pesquisadores testaram sua esponja em laboratório usando corantes azuis e vermelhos comumente encontrados na indústria têxtil. Eles despejaram a água colorida - já misturada com a molécula existente que ajuda a reduzir a cor - sobre a esponja. À medida que o líquido passava pelo material, a água resultante era límpida. Em outro teste, eles giraram o material esponjoso dentro de um frasco contendo água tingida de azul, e após cerca de 10 segundos a cor desapareceu.

Fora dos testes de laboratório, os pesquisadores dizem que muitos pequenos materiais semelhantes a esponjas podem ser lançados em um lago poluído com corante, junto com a molécula para ajudar a reduzir a cor. Semelhante a girar um saquinho de chá em torno de uma caneca, as esponjas podem ser arrastadas ao redor do lago até que toda a cor desapareça.

"Apenas uma pequena quantidade de corante pode mudar drasticamente a cor de um lago, "Dichiara disse." Este método pode funcionar bem quando você tem baixas concentrações de corante na água que você precisa cuidar muito rapidamente. "