p Os pesquisadores da UNSW mostraram como uma nova classe de membranas à base de grafeno de baixo custo - um tipo de filtro usado em setores da indústria que geram uma enorme mistura de gases residuais, como resíduos de plástico sólido, biorresíduos ou águas residuais - podem ser ajustados seletivamente para separar diferentes gases de misturas gasosas. p O time, liderado pelo Dr. Rakesh Joshi na UNSW Science, espera que no futuro, eles poderão usar esses filtros para separar e capturar gases que foram considerados resíduos, e, portanto, melhorar a maneira como usamos os recursos de gás residual.

p O papel, publicado este mês em Materiais avançados , descreve as descobertas feitas no laboratório, em um protótipo. Agora os pesquisadores querem desenvolver ainda mais o filtro para disponibilizá-lo à indústria.

p Especificamente, a equipe estudou filtros de óxido de grafeno que - ao contrário de qualquer outro filtro atual - continham ferro.

p "Grafeno, uma folha fina de átomos de carbono que se forma em um padrão de favo de mel, é considerado um material maravilhoso, mais forte do que o aço. Neste trabalho, essencialmente incorporamos ferro em filtros de óxido de grafeno, aproveitando o fato de que essas membranas são ultrafinas, "diz o pesquisador principal Dr. Rakesh Joshi.

p "Descobrimos que fazer isso aumenta a capacidade do óxido de grafeno de transportar gás. Acontece que adicionar o ferro - que é o que chamamos de metal de transição - às membranas de óxido de grafeno nos permitiu separar diferentes gases com mais eficácia do que com outros tipos de filtros.

p "Em particular, o material era ótimo para aumentar a permeabilidade, isto é, a rapidez com que uma molécula de gás se transporta através do filtro - e seletividade, que representa a eficiência com que o gás é separado da mistura durante o transporte. Na verdade, nosso filtro tem seletividade sem precedentes. "

p Separando o dióxido de carbono do nitrogênio

p Os pesquisadores dizem que o filtro descrito neste artigo também lhes permitiu recuperar recursos valiosos, separando seletivamente o dióxido de carbono do nitrogênio.

p "O nitrogênio altamente purificado é amplamente utilizado no processamento de materiais - por exemplo, na fabricação de semicondutores, bem como na eletrônica, sintético, e indústrias médicas, "diz Xioheng Jin, o primeiro autor do artigo.

p "O dióxido de carbono é uma das impurezas mais convencionais em produtos de gás. Métodos mais atuais para remover CO ₂ frequentemente produzem produtos químicos perigosos, e a separação de CO ₂ do nitrogênio tem valor industrial significativo, especialmente para mitigação de gases de efeito estufa - por exemplo, o gás de exaustão da combustão produzido nas usinas de energia - isso tem sido um desafio usando as tecnologias existentes. "

p Dados os resultados promissores, os pesquisadores esperam que suas descobertas levem a novos caminhos para separar com eficiência o dióxido de carbono do nitrogênio e outros gases e os ajudem a desenvolver novas soluções para a indústria que usa essa nova classe de filtros para todos os tipos de aplicações.

p "Esta descoberta oferece uma nova oportunidade para a aplicação de materiais à base de grafeno na indústria de purificação de gás, por exemplo, nos casos em que resíduos sólidos ou líquidos geram misturas de gases tóxicos, "diz Tobias Foller, co-autor do artigo.

p “Achamos que o filtro tem potencial para revolucionar a indústria de separação de gás. esperamos que nossas descobertas ajudem a Austrália a alcançar uma sociedade mais verde e um ambiente mais habitável. "

p E quanto a outros metais?

p A equipe agora quer testar o mesmo princípio usando outros tipos de metais.

p "Existem enormes possibilidades para todos os outros metais de transição que não foram estudados que poderiam ser implantados em estruturas à base de grafeno e fornecer propriedades excitantes de separação de gás, "Xioheng Jin diz.

p Em 2018, A equipe do Dr. Joshi também demonstrou com sucesso um baseado em grafeno, filtro em escala de laboratório que pode remover mais de 99% da matéria orgânica natural onipresente deixada para trás durante o tratamento convencional de água potável.