Materiais Avançados

Material respira CO2 do ar e cresce como planta

Material respira CO2 do ar e cresce como planta
Os diagramas ilustram as propriedades de autocura do material fixador de carbono. No topo, uma rachadura é criada no material, que é composto de um hidrogel (verde escuro) com cloroplastos derivados de plantas (verde claro) embutidos nele. No fundo, na presença de luz, o material reage com dióxido de carbono do ar para expandir e preencher a lacuna, reparando o dano.[Imagem: Seon-Yeong Kwak et al. - 10.1002/adma.201804037]

Respira CO2 e cresce, mas não é planta

Um material desenvolvido no MIT imita as plantas, retirando dióxido de carbono (CO2) do ar, e usando-o para crescer, transformando o gás de efeito estufa em um material sólido de uso prático.

É uma substância semelhante a um gel sintético, que realiza um processo químico similar ao modo como as plantas incorporam o dióxido de carbono do ar em seus tecidos em crescimento.

O gel é composto de um polímero feito de APMA (aminopropilmetacrilamida), glicose, uma enzima chamada glicose oxidase, e cloroplastos, os componentes dentro das células vegetais que aproveitam a luz. Os cloroplastos usados no experimento foram extraídos de folhas de espinafre.

Fixação de carbono

O gel biomimético pode crescer, se fortalecer e até se reparar à medida que incorpora o carbono do CO2 - e seu produto pode ser "colhido" e usado.

A versão atual ainda não é forte o suficiente para ser usada como material de construção, mas já pode funcionar como material de enchimento ou revestimento.

Ele pode, por exemplo, ser transformado em painéis de uma matriz leve que poderia ser enviada para um canteiro de obras, onde os painéis endureceriam e se solidificariam apenas pela exposição ao ar e à luz do Sol, economizando energia e custo de transporte.

"Este é um conceito completamente novo na ciência dos materiais. O que chamamos de materiais de fixação de carbono ainda não existem hoje fora do âmbito biológico," disse o professor Michael Strano, referindo-se a materiais que podem transformar o dióxido de carbono do ar ambiente em uma forma sólida estável usando apenas a energia da luz solar, como as plantas fazem.

Um material sintético que não apenas evite o uso de combustíveis fósseis para sua criação, mas realmente consuma dióxido de carbono do ar, tem benefícios óbvios para o meio ambiente: "Imagine um material sintético que possa crescer como árvores tirando o carbono do dióxido de carbono e incorporando-o na espinha dorsal do material," ilustrou Strano.

Material respira CO2 do ar e cresce como planta
Este é o primeiro material de fixação de carbono artificial. [Imagem: Seon-Yeong Kwak et al. - 10.1002/adma.201804037]

Do biológico do sintético

Esta primeira versão do material de fixação de carbono ainda depende de um componente biológico - os cloroplastos - que precisam ser colhidos de uma planta, neste caso das folhas de espinafre. Os cloroplastos usados não estão mais vivos, mas catalisam a reação do dióxido de carbono para glicose.

Os cloroplastos isolados são bastante instáveis, o que significa que eles tendem a parar de funcionar após algumas horas depois de serem extraídos da planta.

Strano e sua equipe já demonstraram alguns métodos para aumentar significativamente o tempo de vida catalítico dos cloroplastos, mas, a longo prazo, pretendem substituí-los por catalisadores de origem não biológica.

Bibliografia:

Polymethacrylamide and Carbon Composites that Grow, Strengthen, and Self?Repair using Ambient Carbon Dioxide Fixation
Seon-Yeong Kwak, Juan Pablo Giraldo, Tedrick Thomas Salim Lew, Min Hao Wong, Pingwei Liu, Yun Jung Yang, Volodymyr B. Koman, Melissa K. McGee, Bradley D. Olsen, Michael S. Strano
Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201804037




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