Nanotecnologia

Minifábrica solar para a Terra, Lua ou Marte

Folha artificial: Minifábrica solar para a Terra, Lua ou Marte
Os "veios" na folha artificial são microcanais onde os reagentes podem ser bombeados. [Imagem: Bart van Overbeeke]

Folha artificial

Já imaginou produzir compostos químicos - de medicamentos a combustíveis - de forma sustentável e barata, em qualquer lugar que você esteja, seja em um vilarejo remoto sem recursos, na Lua ou em Marte?

A proposta de Dario Cambié e colegas da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, é um tanto ambiciosa, mas a equipe acredita ter algo para mostrar que dá motivos para acreditar que essa é uma possibilidade real.

Eles construíram um biorreator que é uma verdadeira minifábrica química, que pode ser configurada para produzir virtualmente qualquer composto - e alimentada apenas por energia solar.

Assim, construir o biorreator no formato de uma folha não foi um mero capricho: além de uma decoração bastante adequada aos argumentos futurísticos que a equipe pretende demonstrar, o dispositivo executa uma espécie de fotossíntese artificial.

Minifábrica química

A dificuldade em sintetizar produtos químicos usando a energia solar é que a luz disponível gera pouca energia para iniciar as reações. É claro que isso não é um problema para a natureza, onde moléculas nas folhas funcionam como antenas para captar a energia da luz solar e a dirigir para os centros de reação, onde ela é suficiente para realizar as reações químicas que dão à planta o seu alimento - esta é a essência da fotossíntese.

Cambié e seus colegas se valeram de uma classe bastante recente de materiais, conhecidos como "concentradores solares luminescentes" (CSL), que imitam bem as antenas moleculares das folhas.

Os CSL foram usados em combinação com a tecnologia microfluídica, onde os fluidos que se deseja reagir são bombeados através de uma série de microcanais, podendo ser dirigidos para executar reações em sequência ou em paralelo.

Com esta combinação - sobretudo a grande área de contato entre o líquido e os fótons, graças à distribuição do fluido pelos microcanais - foi possível direcionar a luz solar para que ela entre em contato com as moléculas no líquido com uma intensidade alta o suficiente para gerar as reações químicas.

"Mesmo um experimento em um dia nublado demonstrou que a produção química é 40% maior do que em um experimento semelhante sem o material CSL," contou o professor Timothy Noel. "Ainda vemos muitas possibilidades de melhoria. Nós agora temos uma ferramenta poderosa à nossa disposição que permite a produção sustentável, baseada em energia solar, de produtos químicos valiosos, como medicamentos ou defensivos agrícolas."

Bibliografia:

A Leaf-Inspired Luminescent Solar Concentrator for Energy-Efficient Continuous-Flow Photochemistry
Dario Cambié, Fang Zhao, Volker Hessel, Michael G. Debije, Timothy Noel
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.201611101




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