Hidrogel tipo bucha pode limpar água contaminada usando apenas energia solar

Absorve água poluída e depois libera água segura

Fornecer acesso à água potável está se tornando um desafio global devido à expansão da industrialização, crescimento da população e contaminação das fontes de água doce. Buscando possíveis soluções, pesquisadores da Universidade de Princeton criaram agora um gel que pode purificar a água de forma rápida e barata, movido apenas pelo calor do sol.

Xiaohui Xu e seus colegas estão chamando sua nova invenção de gel absorvente solar inspirado na bucha, pois é inspirado no núcleo seco da fruta bucha . Ele limpa a água contaminada ao absorvê-la e liberá-la e pode um dia fornecer água limpa em países em desenvolvimento que não têm acesso confiável à eletricidade, disseram eles.

O hidrogel tem orifícios porosos semelhantes aos encontrados em uma bucha, que os pesquisadores conseguiram criar adicionando etileno glicol (substância usada na criação de fibras de poliéster) durante o processo de fabricação. Como absorve apenas água e não contaminantes como óleo ou microplásticos, a água liberada é purificada.

Uma solução para a água poluída

Os pesquisadores sugeriram anteriormente o uso de hidrogéis sensíveis à temperatura para purificar a água. Mas os géis convencionais não podem gerar água limpa com rapidez suficiente para atender às necessidades diárias de água das pessoas devido aos poros fechados. Isso não acontece com buchas naturais, que têm poros grandes, abertos e interconectados, disse Xiaohui Xu.

O novo hidrogel é feito de um polímero conhecido como poli(N-isopropilacrilamida, ou PNIPAm – um material sensível ao calor que passa de hidrofílico a hidrofóbico (de atrair a repelir a água) quando aquecido. Isso permite que o gel libere a maior parte da água em minutos.Durante este processo, contaminantes grandes e pequenos ficam presos na matriz polimérica do material.

Os pesquisadores testaram usando luz artificial equivalente à energia do sol. Ele absorvia água em temperatura ambiente e, quando aquecido, liberava 70% da água em 10 minutos – quatro vezes mais que outros géis absorventes. Com menos luz, replicando céus nublados, demorou de 15 a 20 minutos para o material liberar uma quantidade semelhante de água.

Eles também testaram em amostras com microplásticos, corantes orgânicos, metais pesados ​​ou óleo, entre outros contaminantes. Todas as vezes, o gel tornava a água substancialmente mais limpa. Por exemplo, o gel absorveu água com cerca de 40 partes por milhão (ppm) de cromo e depois liberou água com menos de 0,07 ppm de cromo – o limite permitido para água potável.

O material poderia então ser uma solução eficiente para purificar a água em partes do mundo sem infraestrutura para higienizar grandes quantidades de água para beber, disseram os pesquisadores à Inverse . Eles gostariam primeiro de desenvolver uma versão pequena para uso familiar em casa, mas também estão pensando em uma escala maior, com a possibilidade de fazer o mesmo a nível industrial.

Atualmente, 4,5 milhões de pessoas vivem perto de fontes de água prejudicadas. Nos EUA existem 70.000 corpos d’água poluídos, por exemplo. Os problemas de saúde relacionados ao consumo de água poluída vão desde doenças gastrointestinais até distúrbios neurológicos, com, por exemplo, 1,5 milhão de pessoas morrendo de diarreia todos os anos causada pelo consumo de água imprópria.

A história foi publicada na revista ACS Central Science.