O plasma é um gás ionizado – isto é, um gás contendo elétrons, íons, átomos, moléculas, radicais e fótons. Muitas vezes é chamado de quarto estado da matéria e, surpreendentemente, permeia tudo. Os plasmas, gerados artificialmente pela transmissão de energia a um gás, são encontrados nos tubos fluorescentes que iluminam as cozinhas, mas também permitiram que os telefones celulares se tornassem cada vez menores.



O plasma foi uma verdadeira revolução no mundo da tecnologia. Antes, para gravar os circuitos nas placas de silicone utilizadas em aparelhos eletrônicos como celulares, era necessário utilizar produtos químicos poluentes. Agora, o uso do plasma tornou possível fazer isso de forma mais limpa e precisa, possibilitando tornar as fendas cada vez menores e, com elas, os dispositivos.

Mas o plasma também tem outras aplicações, como o tratamento de água. Os grupos FQM-136 Física de Plasmas e FQM-346 Catálise Orgânica e Materiais Nanoestruturados da Universidade de Córdoba colaboraram em uma pesquisa cujo objetivo era a eliminação de contaminantes presentes na água através da aplicação de plasma para promover processos químicos.

O estudo deles foi publicado na revista Chemosphere .

Com o objetivo de enfrentar o problema da presença crescente de poluentes orgânicos nas águas, como corantes e outros compostos provenientes da atividade agrícola e industrial nas águas que desestabilizam os ecossistemas, estes investigadores optaram pela aplicação de plasma.

Em 2017 demonstraram, pela primeira vez, que os plasmas de argônio induzidos por microondas abertas ao ar, ao atuarem sobre a água, geravam nela espécies reativas contendo oxigênio e nitrogênio (como radicais hidroxila, peróxido hidrônico, radicais nitrogênio) capazes de descontaminando-o.

Agora os pesquisadores Juan Amaro Gahete, Francisco J. Romero Salguero e María C. García conseguiram projetar um reator deste tipo de plasma e aumentar significativamente as quantidades dessas espécies ativas geradas na água, possibilitando assim a destruição de altas concentrações. de corantes (neste caso, azul de metileno) em poucos minutos.

Eles conseguiram isso alterando o design do surfatron, o dispositivo metálico que mistura a energia de um gerador de micro-ondas com o plasma para mantê-lo.

“O que fizemos foi colocar um pequeno pedaço de silício no tubo de descarga de quartzo, permitindo gerar um plasma diferente, que não seja filamentar e seja mais eficiente na criação de espécies ativas ao interagir com a água”, explicou a professora María. C. Garcia.

Os referidos componentes do plasma, ao interagirem com a água, geram espécies oxidantes capazes de degradar compostos orgânicos e matar microrganismos, o que permite que este reator de plasma seja utilizado em aplicações relacionadas à remediação de água.

Essa nova configuração, portanto, amplia a aplicabilidade desse tipo de plasma.

“O projeto muda completamente a configuração do campo eletromagnético gerado pelo surfatron para criar o plasma, resultando em plasma com propriedades diferentes e mais eficientes, eliminando também o problema da filamentação (divisão da coluna de plasma em vários filamentos), que desestabiliza isso", explicou o professor García.

E então... descontaminação. “Essas espécies oxidantes geradas pela ação do plasma são muito reativas e permitem destruir a matéria orgânica da água”, continuou o professor Francisco J. Romero.

Para que isso aconteça, o plasma não é introduzido na água. Em vez disso, é feito para atuar remotamente, de modo que entre a água e o plasma exista uma zona de ar onde ocorrem numerosas reações devido a colisões entre as espécies excitadas e as moléculas de oxigênio, nitrogênio e vapor d'água, e "espécies reativas que se difundem no líquido e acabam com os contaminantes" são gerados.

O potencial descontaminante deste tipo de plasma, gerado com este novo design, "foi testado para reduzir altas concentrações de corante azul de metileno em água, com resultados muito eficientes em termos de energia, conseguindo a eliminação completa do corante em tempos de tratamento reduzidos ", disse o pesquisador Juan Amaro.

Assim, com este trabalho, avança-se numa das aplicações do plasma, aquele "quarto estado da matéria" criado ao fornecer energia a um gás estável e convertê-lo num gás ionizado, sendo isto aplicável a quase tudo:fabrico de microchips, desinfetar superfícies, curar feridas, depositar revestimentos antirreflexos em vidros, melhorar a germinação de sementes, recuperar resíduos, ativar a superfície de plásticos para obter melhor adesão de tintas e inúmeras outras aplicações.

Mais informações: Juan Amaro-Gahete et al, Dispositivo surfatron modificado para melhorar a geração de RONS assistida por plasma de micro-ondas e a degradação do azul de metileno na água, Chemosphere (2023). DOI:10.1016/j.chemosfera.2023.140820
Informações do diário: Quimosfera

Fornecido pela Universidade de Córdoba