Substância mineral é utilizada para limpar água com a luz

Pesquisadores do MIT desenvolveram uma técnica utilizando dióxido de titânio para controlar a forma como a água se move sobre uma superfície fotorresponsiva, ou seja, exposta à luz. De acordo com eles, a nova técnica abre a possibilidade para separar, por exemplo, água do petróleo nas plataformas de perfuração.

 

Separar uma emulsão, óleo misturado em água, por exemplo, é algo mais difícil do que quando os líquidos estão misturados. Algumas vezes se utilizam técnicas eletrostáticas, mas elas consomem muita energia e não funcionam quando a água é altamente salina, como é frequentemente o caso envolvendo a indústria petrolífera. Por isso, Gibum Kwon, do MIT, decidiu pesquisar o uso de superfícies fotorresponsivas.

 

Ao criar superfícies cujas interações com a água podem ser ativadas pela luz, Kwon e seus colegas descobriram que é possível separar diretamente a emulsão óleo-água fazendo com que gotículas individuais coalesçam e se espalhem pela superfície, quanto mais as gotas de água se fundem, mais elas se separam do óleo.

 

Um exemplo de uso do dióxido de titânio, também conhecido como titânia, é nos filtros solares. Mas a maioria dos materiais fotorresponsivos, incluindo a titânia, respondem principalmente à luz ultravioleta, e dificilmente à luz visível.

 

Então os pesquisadores desenvolveram uma maneira de tratar a superfície de titânia para torná-la sensível à luz visível. Eles fizeram isso usando primeiro uma técnica de deposição camada por camada para construir uma película de partículas de titânia ligadas a um polímero, tudo sobre uma camada de vidro. Em seguida, eles recobriram o material com um corante orgânico simples por imersão, o mesmo tipo de corante usado nas células solares orgânicas.

 

A superfície resultante mostrou ser altamente responsiva à luz visível, produzindo uma mudança na molhabilidade quando exposta à luz solar que é muito maior do que a da própria titânia. Quando ativado pela luz solar, o material torna-se muito efetivo para separar o óleo da água.

 

"Nós fomos inspirados pelo trabalho em fotovoltaica, onde a sensibilização por corante foi usada para melhorar a eficiência da absorção da radiação solar", disse o professor Kripa Varansi. "O acoplamento do corante às partículas de óxido de titânio permite a geração de portadores de carga sob iluminação, o que cria uma diferença de potencial elétrico entre a superfície e o líquido e leva a uma alteração nas propriedades molhantes", afirmou.

 

Como o efeito fotorresponsivo é baseado no revestimento de corante, ele pode ser precisamente ajustado escolhendo entre os milhares de corantes orgânicos disponíveis. De acordo com a equipe, todos os materiais envolvidos no processo são disponíveis comercialmente e de baixo custo. 

 

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