Pó atóxico reutilizável mata bactérias na água em segundos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/05/2023

A operação é simples: Adicione o pó à água, coloque o frasco ao Sol e tome água pura em 60 segundos.
[Imagem: Tong Wu/Stanford]

Pó para esterilizar água

Um pó reciclável e de baixo custo consegue matar milhares de bactérias na água por segundo, bastando expor a solução à luz solar.

Essa desinfecção ultrarrápida pode baratear muito o sistema de tratamento de água, além de ser um avanço revolucionário para 2 bilhões de pessoas em todo o mundo ainda sem acesso a água potável.

"Acreditamos que nossa nova tecnologia facilitará mudanças revolucionárias na desinfecção da água e inspirará mais inovações neste excitante campo interdisciplinar," disse Tong Wu, da Universidade de Stanford, nos EUA. "As doenças transmitidas pela água são responsáveis por 2 milhões de mortes anualmente, a maioria em crianças com menos de 5 anos."

As tecnologias convencionais de tratamento de água incluem produtos químicos, que podem produzir subprodutos tóxicos, e luz ultravioleta, que leva um tempo relativamente longo para desinfetar e requer uma fonte de eletricidade.

O novo desinfetante é um pó metálico inofensivo que funciona absorvendo os raios ultravioleta e a luz visível de alta energia do Sol. O pó consiste em partículas de tamanho nanométrico de óxido de alumínio, sulfeto de molibdênio, cobre e óxido de ferro.

"Usamos apenas uma pequena quantidade desses materiais," disse o professor Yi Cui. "Os materiais são de baixo custo e bastante abundantes. A principal inovação é que, quando imersos na água, todos funcionam juntos."

O material funciona ativando radicais livres, que matam as bactérias, e rapidamente se decompõem.
[Imagem: Tong Wu et al. - 10.1038/s44221-023-00079-4]

Rápido, não tóxico e reciclável

Ao absorver os fótons do Sol, as partículas de sulfeto de molibdênio/cobre funcionam como uma junção semicondutora/metal, operando como um catalisador para permitir que os fótons desalojem elétrons.

Os elétrons liberados - você provavelmente os conhece com o nome de radicais livres - então reagem com a água circundante, gerando peróxido de hidrogênio e radicais hidroxila, uma das formas biologicamente mais destrutivas de oxigênio.

Os produtos químicos recém-formados rapidamente matam as bactérias ao danificar seriamente suas membranas celulares.

Em um teste com um béquer de 200 mililitros contendo cerca de 1 milhão de bactérias E. coli, foram necessários apenas 60 segundos para que nenhum traço de bactéria viva fosse encontrado na água.

E a água fica segura para consumo. "O tempo de vida do peróxido de hidrogênio e dos radicais hidroxi é muito curto," explicou o professor Cui. "Se eles não encontrarem imediatamente bactérias para oxidar, os produtos químicos se decompõem em água e oxigênio e são descartados em segundos. Portanto, você pode beber a água imediatamente."

Esterilizante reutilizável

O pó atóxico também é reciclável, ou reutilizável: O óxido de ferro permite que os nanoflocos sejam removidos da água com um ímã comum. Em suas avaliações, os pesquisadores usaram o magnetismo para coletar o mesmo pó 30 vezes para tratar 30 amostras diferentes de água contaminada, mantendo sua funcionalidade.

"Para caminhantes e mochileiros, posso imaginar carregar uma pequena quantidade de pó e um pequeno ímã," disse Cui. "Durante o dia você coloca o pó na água, agita um pouco sob a luz do Sol e em um minuto você tem água potável. Você usa o ímã para tirar as partículas para uso posterior."

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