Pesquisadoras criam gel capaz de purificar água

A ONU estima que 25% da população mundial não tem acesso a água potável. Esta insegurança hídrica pode ainda se agravar em decorrência das mudanças climáticas. Pensando em uma solução que pudesse amenizar este problema, facilitando a possibilidade de comunidades obterem água limpa, duas pesquisadoras desenvolveram um gel capaz de filtrar poluentes.

Néhémie Guillomaitre e Xiaohui Xu são as duas cientistas da Universidade de Princeton responsáveis por criar uma tecnologia que funciona como uma esponja, absorvendo a água limpa e deixando os contaminantes para trás. O gel esponjoso é barato, fácil de usar e requer apenas luz solar para filtrar poluentes como metais pesados, óleos, microplásticos e algumas bactérias da água.

A tecnologia havia sido desenvolvida, primeiramente, em 2021, mas foi melhorada agora possui um aumento de quase quatro vezes na taxa de filtração em relação à tecnologia de primeira geração.

“Nosso primeiro gel absorvedor solar já teve um forte desempenho”, diz Xiaohui Xu, pós-doutoranda da Universidade de Princeton e primeira autora do estudo. “Mas queríamos continuar tornando o dispositivo ainda mais eficiente na filtragem de água.”

Desta forma chegou-se a um resultado que um metro quadrado do material de um centímetro de espessura pode produzir mais de um galão de água em menos de 10 minutos e pode fornecer água limpa suficiente para atender à demanda diária em muitas partes do mundo. A ideia é que o produto possa ser uma alternativa doméstica para a purificação de águas não atendidas por sistemas de saneamento básico.

“Tem havido muitos esforços para desenvolver uma tecnologia que usa energia solar para ‘criar’ água potável limpa e potável, mas muitas vezes eles não conseguem produzir água suficiente para atender às necessidades diárias”, afirma Rodney Priestley, reitor e professor associado do Andlinger Center For Energy And Environment (instituto de pesquisa científica em Princeton). “Esta última iteração da tecnologia nos aproxima mais um passo em direção ao objetivo de ter uma tecnologia movida a energia solar que possa realmente produzir água limpa suficiente para atender à demanda diária”.

Gel que purifica água

De aparência esponjosa, o gel é formado a partir do polímero conhecido como poli (N-isopropilacrilamida) ou PNIPAm, que pode absorver ou liberar água, dependendo da temperatura. Abaixo de 33 graus celsius, este hidrogel age como uma esponja que absorve a água, mas quando o mesmo é retirado da água e aquecido pela luz solar a uma temperatura acima de 33 graus, ele começa a liberar a água. Com a adição de outro polímeros, como polidopamina, à superfície do gel, o material torna-se capaz de filtrar contaminantes como óleos, metais pesados, microplásticos e alguns tipos de bactérias da água.

Segundo as pesquisadoras, o gel é mais barato e mais simples de usar do que os sistemas existentes que dependem da evaporação. Os usuários simplesmente precisam colocar o material em uma fonte de água, retirá-lo, colocá-lo ao sol e esperar que libere a água filtrada. Sob o sol do meio-dia, o gel pode liberar cerca de 70% da água que absorve em apenas dez minutos.

Néhémie Guillomaitre, coautora do estudo e estudante de pós-graduação em engenharia química e biológica, afirma que gel absorvedor solar de segunda geração ganhou propriedades anti-incrustantes que ajudam a filtrar os contaminantes da água com mais eficiência, além de formar uma camada de hidratação que repele o óleo e as bactérias, o que permite que o dispositivo seja autolimpante.

“Ter propriedades anti-incrustantes ajuda o gel a durar mais tempo”, reforça Guillomaitre. “Há menos necessidade de se preocupar com óleos e filmes bacterianos se acumulando na superfície do gel ao longo do tempo e diminuindo sua eficiência.”. Outro ponto interessante da versão mais recente do hidrogel é que ele foi projetado para ter uma estrutura fibrosa interconectada como uma bucha vegetal.

Mais detalhes do novo gel absorvedor solar foram publicados na revista científica ACS Central Science.