O mais recente relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas das Nações Unidas pinta um quadro sombrio para o abastecimento de água do mundo:dos 7,8 bilhões de pessoas na Terra, cerca de 4 bilhões não têm acesso a água suficientemente limpa por pelo menos um mês a cada ano. Embora vários esquemas de purificação de água tenham sido propostos, eles falham consistentemente em algum ponto crítico – normalmente, eles não são estáveis, grandes ou resistentes o suficiente para aplicações no mundo real, de acordo com pesquisadores do Instituto Técnico de Física e Química da Academia Chinesa de Ciências. e a Universidade de Xiamen, na China, que podem ter resolvido o problema.
Em 22 de março em Nano Research , os pesquisadores relataram os detalhes de uma nova plataforma que usa a luz solar para purificar a água do mar com alta eficiência energética em comparação com outras abordagens semelhantes (acima de 90%), evitando armadilhas comuns.

"Há uma enorme demanda por água doce em residências e para aplicações industriais, agrícolas e outras, então várias tecnologias de purificação de água foram desenvolvidas para aliviar a escassez de recursos de água doce", disse o autor do artigo Miao Wang, da Faculdade de Materiais da Universidade de Xiamen. "Comparando os caminhos, a purificação da água do mar por energia solar ou água contaminada por meio de evaporação interfacial é promissora como um sistema de baixo custo".

Tais abordagens de purificação usam a luz solar para aquecer a água em sua superfície, evaporando o líquido e separando as contrapartes poluídas ou salgadas das moléculas de água, que então escapam para o ar como vapor para entrar no ciclo natural de condensação para se tornar água limpa e consumível. O problema, de acordo com o autor do artigo Xu Hou, da Faculdade de Química e Engenharia Química da Universidade de Xiamen e da Faculdade de Ciências Físicas e Tecnologia, é que as tentativas de dimensionar essa abordagem para aplicação no mundo real foram prejudicadas pela contaminação do óleo, instabilidade, sal- cristalização e processos de fabricação complicados.

"Para gerar mais água purificada sob a mesma quantidade de luz solar, como adquirimos mais energia para aquecer a água localmente para melhorar a taxa de vaporização - sem encontrar as desvantagens de outras abordagens?" perguntou Ho. “Respondemos a essa pergunta e projetamos uma plataforma evaporadora ultra-estável e resistente ao sal que pode manter a evaporação acelerada e ao mesmo tempo continuar a repelir o óleo para evitar contaminação”.

Os pesquisadores combinaram dois géis em uma emulsão de óleo em água. O material do gel, chamado organohidrogel, pode mudar entre as fases da matéria, mas é em grande parte líquido contido em uma teia de cadeias moleculares. Ao dosar o organohidrogel com nanotubos de carbono, os pesquisadores criaram “pontos quentes” que podem focar localmente a luz solar na superfície da água, evitando a dissipação de calor por toda a área. A estrutura ramificada do material também ajuda a impedir a dissipação de energia e auxilia na transferência de moléculas para evitar a cristalização do sal.

O organohidrogel tem uma densidade baixa, portanto, ao mergulhar abaixo do nível da superfície da água, ele pode flutuar novamente para resistir ao processo de evaporação. A água levantada envolve o evaporador, criando um efeito de repulsão capilar lateral em que as moléculas de óleo se desprendem da água que está sendo aquecida, como o mercúrio se afastando do vidro de um termômetro.

Em testes experimentais, a plataforma evaporou cerca de 2,4 quilos de água por metro quadrado por hora e pode persistir por 240 horas sem necessidade de descarte extra – mesmo em condições de “tremenda contaminação por óleo”, disse o autor do artigo Shutao Wang, da Academia Chinesa de Ciências (CAS ) Laboratório Chave de Materiais Bio-inspirados e Ciências Interfaciais, Instituto Técnico de Física e Química.

"Desenvolvemos uma plataforma de aquecimento anti-incrustação de óleo com notável utilização de energia solar, que mostra um grande potencial para purificação de água prática, movida a energia solar, mesmo em água altamente contaminada", disse Wang, "Esperamos que essa abordagem econômica e ecológica ajudar a aliviar ainda mais a escassez global de recursos de água doce." + Explorar mais

Novo nanocompósito melhora a evaporação solar para purificação de água