Pesquisadores do ICIQ na Espanha projetaram micromotores que se movem sozinhos para purificar águas residuais. O processo cria amônia, que pode servir como fonte de energia verde. Agora, um método de IA desenvolvido na Universidade de Gotemburgo será usado para ajustar os motores para obter os melhores resultados possíveis.



Os micromotores surgiram como uma ferramenta promissora para a remediação ambiental, em grande parte devido à sua capacidade de navegar de forma autônoma e executar tarefas específicas em microescala. O micromotor é composto por um tubo feito de silício e dióxido de manganês no qual reações químicas provocam a liberação de bolhas em uma das extremidades. Essas bolhas atuam como um motor que põe o tubo em movimento.

Pesquisadores do Instituto de Pesquisas Químicas da Catalunha (ICIQ) construíram um micromotor revestido com o composto químico lacase, que acelera a conversão da uréia encontrada em águas poluídas em amônia ao entrar em contato com o motor. A pesquisa é publicada na revista Nanoscale .

Fonte de energia verde

"Esta é uma descoberta interessante. Hoje, as estações de tratamento de água têm dificuldade em decompor toda a ureia, o que resulta na eutrofização quando a água é libertada. Este é um problema grave em particular nas áreas urbanas", diz Rebeca Ferrer, Ph.D. . estudante do grupo da Doutora Katherine Villa no ICIQ.

A conversão de uréia em amônia também oferece outras vantagens. Se você conseguir extrair a amônia da água, também terá uma fonte de energia verde, pois a amônia pode ser convertida em hidrogênio.

Há muito trabalho de desenvolvimento a ser feito, e as bolhas produzidas pelos micromotores representam um problema para os pesquisadores.

“Precisamos otimizar o design para que os tubos possam purificar a água da forma mais eficiente possível. Para fazer isso, precisamos ver como eles se movem e por quanto tempo continuam funcionando, mas isso é difícil de ver ao microscópio porque as bolhas obscurecer a visão", explica Ferrer.

Ainda há muito trabalho de desenvolvimento

No entanto, graças a um método de IA desenvolvido por investigadores da Universidade de Gotemburgo, é possível estimar os movimentos dos micromotores ao microscópio. O aprendizado de máquina permite que vários motores no líquido sejam monitorados simultaneamente.

“Se não pudermos monitorar o micromotor, não poderemos desenvolvê-lo. Nossa IA funciona bem em ambiente de laboratório, onde o trabalho de desenvolvimento está em andamento”, diz Harshith Bachimanchi, Ph.D. estudante do Departamento de Física da Universidade de Gotemburgo.

Os investigadores têm dificuldade em dizer quanto tempo demorará até que as estações de tratamento de águas urbanas também se possam tornar produtoras de energia. Ainda resta muito trabalho de desenvolvimento, inclusive no método de IA, que precisa ser modificado para funcionar em testes em larga escala.

“Nosso objetivo é ajustar os motores com perfeição”, diz Bachimanchi.

Mais informações: Rebeca Ferrer Campos et al, Micromotores com propulsão por bolhas para geração de amônia, Nanoescala (2023). DOI:10.1039/D3NR03804A
Informações do diário: Nanoescala

Fornecido pela Universidade de Gotemburgo