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Materiais piezoelétricos compostos extraídos de produtos residuais comuns
Este novo tipo de material piezoelétrico composto de quartzo também pode lidar com os corantes de difícil tratamento presentes nas águas residuais produzidas pelas fábricas têxteis.
Por National Tsing Hua University - 20/07/2021


Telemóvel com capa auto-higienizante produzida a partir de um material obtido a partir da extração de quitina de ossos de lulas. Crédito: NTHU MSE, Taiwan

Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Jyh-Ming Wu, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Nacional Tsing Hua (NTHU), em Taiwan, desenvolveu recentemente dois materiais piezoelétricos compostos extraídos de produtos residuais comuns. Um é um novo tipo de catalisador extraído de cascas de arroz descartadas e é capaz de tratar águas residuais industriais 90 vezes mais rápido do que os fotocatalisadores em uso. O outro é um material extraído de ossos de lula descartados e tem sido usado para produzir um filme transparente auto-higienizante adequado para uso como cobertura em telas de telefones celulares, botões de elevadores, maçanetas, etc.

As águas residuais industriais orgânicas são normalmente tratadas com fotocatalisadores; no entanto, os fotocatalisadores convencionais requerem luz suficiente e as águas residuais geralmente não são muito transparentes, de modo que a eficiência tende a ser baixa. Com esse problema em mente, a equipe de pesquisa de Wu extraiu dióxido de silício da casca de arroz e adicionou molibdênio e enxofre para produzir um material piezoelétrico composto de quartzo . O material pode ser injetado na tubulação de esgoto de uma fábrica, onde a pressão gerada pelo fluxo de água ajuda a purificar a poluição sem a necessidade de luz.

Este novo tipo de material piezoelétrico composto de quartzo também pode lidar com os corantes de difícil tratamento presentes nas águas residuais produzidas pelas fábricas têxteis. O professor Wu demonstrou isso vertendo o pó do compósito de quartzo em um copo de água tingido com corantes, misturando-o agitando suavemente o copo; em poucos minutos, a água tornou-se perfeitamente límpida.

Wu explicou que o que torna este novo material tão eficaz é a adição de molibdênio e enxofre durante o processo de produção ; como resultado, pedaços de dissulfeto de molibdênio crescem na haste de quartzo - que assume a aparência de uma maça - aumentando a área de contato entre o material e o esgoto, tornando o tratamento mais eficiente.

Wu enfatizou que além do tratamento de efluentes, esse material também pode ser utilizado para a produção de hidrogênio, que pode ser coletado e utilizado na produção de energia; além disso, esses materiais piezoelétricos são reutilizáveis ​​e biodegradáveis, proporcionando um tipo de tratamento de águas residuais barato, conveniente, eficaz e ecologicamente correto.

O trabalho da equipe de pesquisa foi recentemente publicado nas revistas internacionais Advanced Materials e Advanced Functional Materials , e seu material composto de quartzo já recebeu patentes em Taiwan e nos Estados Unidos.

A equipe de pesquisa de Wu também conseguiu extrair quitina de ossos de lula e usá-la para produzir um novo material piezoelétrico composto adequado para a produção de um filme transparente que sofre autoesterilização sempre que é tocado, tornando-o altamente adequado como uma cobertura de tela para vários itens em público locais, como máquinas de bilhetagem automatizadas.

A aluna de pós-graduação Pinyi He exibindo o filme auto-higienizante feito de um
material recém-desenvolvido extraído de ossos de lula descartados.
Crédito: NTHU MSE, Taiwan

Wu demonstrou o efeito desinfetante do filme esfregando uma amostra com Escherichia coli, aplicando pressão por 25 minutos, removendo a pressão e aguardando cinco minutos. Após cinco repetições desse procedimento, a Escherichia coli foi reduzida em 76%.

A quitina usada para fazer este novo material piezoelétrico também pode ser extraída de cascas de camarões, cascas de caranguejos e ossos de chocos, e também pode ser fabricada com tecnologia biônica. Por ser adequado para a produção de um filme transparente autoesterilizante para cobertura de telas, como as utilizadas em telefones celulares, esse novo material pode ter um papel fundamental no combate à disseminação de doenças infecciosas.

 

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