p Com uma nova nanopartícula que converte luz em calor, uma equipe de pesquisadores encontrou uma tecnologia promissora para limpar a água de poluentes. p Rastreie quantidades de contaminantes, como pesticidas, produtos farmacêuticos e ácido perfluorooctanóico em fontes de água potável representam riscos significativos à saúde humana nos últimos anos. Esses micropoluentes têm iludido os processos de tratamento convencionais, mas certos processos químicos que normalmente envolvem ozônio, peróxido de hidrogênio ou luz ultravioleta provaram ser eficazes. Esses processos, Contudo, pode ser caro e consumir muita energia.

p Uma nova nanopartícula criada pelos engenheiros da Universidade de Yale como parte de um esforço para o Centro de Pesquisa de Engenharia de Nanosistemas baseado em Rice para Tratamento de Água Habilitado por Nanotecnologia (NEWT) pode levar a tecnologias que contornem essas limitações. A partícula é descrita em estudo publicado esta semana no Proceedings of the National Academy of Sciences .

p NEWT é um centro de pesquisa nacional estabelecido por Rice, Yale e outros em 2015, e Jaehong Kim de Yale, o principal pesquisador e criador da nova nanopartícula, colaborou no projeto com Naomi Halas de Rice, Líder de pesquisa em nanofotônica do NEWT.

p Pesquisadores em várias áreas têm demonstrado interesse em nanopartículas de ouro por suas propriedades fototérmicas e fotocatalíticas, que provaram ser uma ferramenta eficaz para usos como terapia do câncer. Eles não têm, no entanto, figurou fortemente nos esforços de purificação de água, em parte devido à dificuldade de dispersar nanopartículas em água sem agentes estabilizadores que não são bons para aplicações de tratamento de água. Os pesquisadores do NEWT encontraram uma maneira de consertar isso projetando e sintetizando nanobastões de ouro "Janus". Essas nanopartículas, cada uma centenas de vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano, são semi-revestidos com sílica. Este elemento de design é fundamental, já que a metade revestida de sílica permite que cada nanobastão permaneça separado dos outros e suspenso na água.

p "Começamos com nanopartículas de ouro e depois exploramos uma maneira de estabilizá-las de várias maneiras, "disse Kim, o Henry P. Becton Professor Sênior e Presidente do Departamento de Engenharia Química e Ambiental de Yale. "Então, criamos o design do Janus, onde apenas cobrimos parte com a sílica. Com este revestimento parcial, eles se dispersam muito bem na água, e isso é muito útil para esse tipo de aplicativo. "

p Os nanobastões absorvem níveis intensos de luz e os convertem em calor localizado nas superfícies - um processo muito mais eficiente do que aquecer todo o volume de água. E porque usa luz solar, o método é de baixo custo e sustentável. A mesma parte do nanobastão também atua como um catalisador de transferência de elétrons para promover a destruição de micropoluentes.

p "Ele desempenha várias funções, em particular usando a radiação solar para produzir calor altamente localizado, "Kim disse." Esta é a primeira demonstração do uso desse fenômeno específico para destruição de poluentes. "

p Halas, Stanley C. Moore, professor de Engenharia Elétrica e de Computação de Rice e diretor do Laboratório de Nanofotônica de Rice, desempenhou o papel fundamental de elucidar os mecanismos complexos de como as reações fototérmicas e fotocatalíticas ocorrem nesta nanopartícula única.

p "Isso é realmente nanoengenharia no seu melhor, uma nova nanopartícula projetada para resolver um problema importante no que de outra forma seria um ambiente impossível, "Halas disse.

p Kim observou que a pesquisa ainda está em sua fase inicial, e mais trabalho é necessário para escalá-lo para aplicação no mundo real, incluindo encontrar um material mais barato do que ouro.

p NEWT Diretor Pedro Alvarez, George R. Brown Professor de Engenharia Civil e Ambiental de Rice, chamou o estudo de "um grande exemplo de como os avanços da nanotecnologia podem abrir uma nova maneira de resolver os desafios da água".

p "É também um ótimo exemplo de como pesquisadores em dois campos diferentes de estudo se reúnem sob o teto do NEWT para desenvolver ideias altamente não convencionais para resolver problemas difíceis, " ele adicionou.