p Nanopartículas de dióxido de titânio com ouro absorvem cerca de 96% do espectro solar e o transformam em calor. O material pode acelerar a evaporação em usinas de dessalinização em até 2,5 vezes e pode rastrear moléculas e compostos perigosos. Uma equipe de pesquisa internacional com representantes da Far Eastern Federal University (FEFU), ITMO University, e o ramo do Extremo Oriente da Academia Russa de Ciências, publicou um artigo relacionado em Materiais e interfaces aplicados da ACS. p O acesso à água potável está incluído nos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. Enquanto isso, a Organização Mundial da Saúde (OMS), e o Fundo da Criança (UNICEF) abordou o problema em um relatório de 2019, observando que 2,2 bilhões de pessoas não têm acesso a água potável.

p Uma das maneiras de fornecer água potável é dessalinizar a água do mar por evaporação e subsequente concentração de vapor. Para alcançar uma maior produção, novos materiais para acelerar a evaporação são desejados. Nos últimos cinco anos, este se tornou um campo de pesquisa em rápido crescimento em todo o mundo.

p Esses materiais inovadores foram projetados pela FEFU, FEB RAS, e cientistas da ITMO University se uniram a colegas da Espanha, Japão, Bulgária, e Bielo-Rússia. Os pesquisadores afirmam que ele pode ser usado como um nanoaquecedor para evaporação de água e como um detector óptico em sistemas de sensores que rastreiam os menores vestígios de várias substâncias em um líquido. As propriedades posteriores podem ser relevantes para sistemas biomédicos de microfluidos, lab-on-chips, e monitoramento ambiental de poluentes, antibióticos, ou vírus na água.

p "Após a irradiação do laser, o dióxido de titânio inicialmente cristalino tornou-se completamente amorfo, adquirindo fortes propriedades de absorção de luz de banda larga. A decoração e dopagem do material por nanoclusters de ouro facilitaram adicionalmente a absorção da luz visível. Inicialmente, pretendíamos usar o recurso no contexto da energia solar, mas rapidamente percebemos que, devido à nova estrutura amorfa, as nanopartículas na camada ativa das células solares converterão a energia solar absorvida em calor, em vez de eletricidade. Mas surgiu a ideia de usá-lo como uma espécie de nanoaquecedor em um tanque de dessalinização, que foi feito com sucesso em condições de laboratório, "diz um dos autores do artigo Alexander Kuchmizhak, Pesquisador Sênior do Instituto de Automação e Controle de Processos da FEB RAS.

p O material foi obtido por meio de uma tecnologia simples e ecologicamente correta de ablação a laser em líquido.

p “Adicionamos nanopós de dióxido de titânio a um líquido contendo íons de ouro e irradiamos a mistura com pulsos de laser do espectro visível. O método não requer equipamentos caros, produtos químicos perigosos e podem ser facilmente otimizados para sintetizar nanomateriais exclusivos a uma taxa de grama por hora, "disse o participante da pesquisa Stanislav Gurbatov, Pesquisador Júnior do Instituto Politécnico FEFU (Escola).

p De importância, as nanopartículas iniciais de dióxido de titânio não absorvem a radiação laser visível. Contudo, eles catalisam a formação de aglomerados de ouro nanométricos em sua superfície, estimulando ainda mais a fusão do dióxido de titânio. Diversas nanopartículas híbridas se fundem formando uma nanomorfologia única, em que os nanoclusters de ouro estão localizados dentro e na superfície do dióxido de titânio.

p Nanopó de dióxido de titânio amorfo e decorado com au parece completamente negro ao olho humano, uma vez que absorve a luz com eficiência em todo o espectro de luz visível, como um buraco negro no espaço, e a converte em calor. Em contraste acentuado, o pó de dióxido de titânio comercial usado como material de partida, é branco.

p O desenvolvimento de novos materiais, incluindo aqueles que suportam novos princípios físicos gerenciáveis ​​para uma ampla gama de aplicações, consiste em áreas prioritárias da FEFU nas quais os cientistas estão trabalhando em estreita parceria com a Academia Russa de Ciências, colegas nacionais e estrangeiros.