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Nanomateriais para Remediação Ambiental: Visão Geral Completa

Cobrindo um amplo espectro da ciência, nanotecnologia é definida pelo tamanho minúsculo (nanoescala) dos materiais envolvidos em seu estudo e processos. Um nanômetro equivale a um milionésimo de milímetro. Em contraste com materiais operando em macro ou microescala, os mesmos materiais em nanoescala exibem propriedades físicas diferentes e podem ser usados para controlar poluição, segundo a Science and Development Network.

Nanofiltração

Membranas de nanofiltração são tecnologia amplamente usada que não apenas tratam e amolecem água contaminada, mas também extraem sais e outros poluentes. As minúsculas membranas formam um bloqueio físico, aprisionando partículas que são grandes demais para passar por seus poros. Novos tipos de materiais nanoporosos superam filtros tradicionais. Um estudo sul-africano propôs que água subterrânea salobra pode ser transformada em água potável através do uso de membranas de nanofiltração. Filtros de nanotubos de carbono são melhores na eliminação de vírus e bactérias do que seus equivalentes convencionais, relata a Science and Development Network.

Nanocatalisadores

Devido ao seu tamanho extremamente pequeno e ainda maior área de superfície em comparação a partículas em massa, nanocatalisadores exibem propriedades catalíticas aprimoradas e podem purificar água contaminada. Em oposição a simplesmente deslocar poluentes para outro local, nanocatalisadores são capazes de quimicamente decompor poluentes. Para países em desenvolvimento que lidam com tecnologias ineficientes ou são incapazes de pagar tecnologias caras, nanocatalisadores oferecem uma alternativa eficaz para tratamento de água. Nos últimos 10 anos, cientistas descobriram que nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) podem ser usadas como catalisadores para poluentes orgânicos e inorgânicos. Por exemplo, nanopartículas de dióxido de titânio, quando expostas à luz ultravioleta, podem remover resíduos orgânicos da água, relata a Escola de Saúde Pública da UCLA.

Nanopartículas Magnéticas

Em contraste com nanopartículas não magnéticas, nanopartículas magnéticas não apenas se ligam a produtos químicos, mas podem ser removidas da água empregando um campo magnético. Por exemplo, em sanitização de água, nanopartículas magnéticas se ligarão a óleo ou arsênio. Os compostos resultantes são então extraídos com um ímã. Em alguns processos, estas mesmas nanopartículas podem ser separadas de compostos nocivos após tratamento de água e recicladas. Por exemplo, cientistas da Rice University estão usando "nanorrust" magnético para extrair arsênio da água, relata a Science Development Network. Como o nanorrust tem uma área de superfície tão grande, pode remover 100 vezes mais arsênio do que materiais comparáveis.

Sensores

Além de sanitização de água, nanopartículas estão sendo usadas para detectar contaminantes na água. Combinando micro e nanofabricação, cientistas desenvolveram sensores minúsculos, precisos e facilmente transportados que podem detectar materiais bioquímicos ou químicos unicelulares na água. Cientistas da Universidade Estadual da Pensilvânia estão empregando nanofios em um chip de silício para distinguir arsênio na água, relata a Science Development Network.

Nanofibras

Em 2007, a Royal Society deu a desenvolvedores de uma tecnologia de controle de poluição que emprega nanofibras para capturar CO2 o Prêmio Brian Mercer de Inovação, segundo Nanowerk News. Fibras nanoporosas consistem de poros minúsculos e materiais que capturam e removem hidrocarbonetos e outros gases de efeito estufa do fluxo de ar em um amplo espectro de processos industriais.