Em sua pesquisa sobre engenharia de tecido ósseo, a Dra. Marta Cerruti trabalhou durante anos com grafeno, uma única folha de átomos de carbono com propriedades incríveis – condutividade elétrica e capacidade de suportar um peso enorme. Agora, sua busca para melhorar suas qualidades abriu as portas para uma possível solução para um dos desafios de produzir hidrogênio a partir da água do mar.
Cerruti, professor de engenharia de materiais da Universidade McGill, explicou que, embora o grafeno seja estruturalmente sólido, "uma folha de átomos não é algo com o qual você possa trabalhar facilmente". Na verdade, empilhar as folhas resulta, basicamente, em grafite.

Buscando uma forma de fazer uma estrutura fácil de manusear, o Ph.D da Cerruti. O estudante Yiwen Chen combinou grafeno com oxigênio em uma suspensão com água para criar óxido de grafeno reduzido (GO), um andaime poroso, tridimensional e eletricamente condutor. Cerruti sugeriu uma modificação adicional, com flocos de GO empilhados nas paredes dos poros, "o que nos permitiu explorar outra propriedade interessante do GO - ele cria uma membrana que permite a passagem de água, mas nenhuma outra molécula".

Quando ela procurou sua equipe para obter sugestões sobre a melhor forma de testar o novo andaime, Gabriele Capilli, pós-doutoranda em seu laboratório, sugeriu eletrólise da água do mar, um processo semelhante a outros em que ele trabalhou enquanto fazia seu doutorado. Acontece que o novo "andaime seletivo" do GO tem potencial para melhorar o processo de produção de hidrogênio a partir do oceano. As descobertas da equipe foram publicadas recentemente na revista ACS Nano .

Na eletrólise convencional, os íons cloreto na água do mar penetram no eletrodo e interagem com o catalisador, criando íons hipoclorito, um subproduto indesejado que envenena o catalisador, explicou Cerruti. Usando imagens de contraste de fase de raios-X na Canadian Light Source da Universidade de Saskatchewan, Chen confirmou que o andaime GO tinha a estrutura certa, com poros GO fechados envolvendo nanopartículas de óxido de cobalto como catalisador. "Vimos o que queríamos ver." Testes eletroquímicos realizados no laboratório do colaborador Thomas Szkopek (engenharia elétrica, McGill) confirmaram que o andaime funcionou como esperado para bloquear íons indesejados.

"As pessoas tentaram várias coisas para manter o cloreto fora, mas ninguém pensou na ideia de que usando GO, o próprio eletrodo, toda a sua arquitetura, poderia evitar a oxidação do cloreto que produz hipocloritos."

O próximo desafio, disse ela, será aumentar a produção em massa da membrana GO. Mas quando isso for resolvido, "há muitas possibilidades. Isso pode ser usado para outras reações onde você não quer a interferência de certas moléculas. Tudo vai depender da sua imaginação". + Explorar mais

Uma nova abordagem promissora para reconstruir o tecido ósseo