segunda-feira, 3 de fevereiro de 2020

MOFs tipo esponja captam água onde ela quase não existe

Cientistas nos EUA identificaram estruturas metal-orgânicas (MOFs) capazes de adsorver passivamente quase nove litros de água por dia por quilo.
A captura passiva de água tem o potencial de ajudar milhões de vidas em todo o mundo, permitindo que as pessoas extraiam água diretamente da atmosfera usando pouca ou nenhuma energia. Pode funcionar em condições áridas onde outras fontes de água podem não estar disponíveis e pode ser uma ferramenta poderosa para comunidades vulneráveis ​​que lidam com as consequências das mudanças climáticas.



Zhiyong Xia da APL, Matthew Logan e Spencer Langevin 
(Photo: Johns Hopkins APL)

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Os MOFs são um candidato ideal para a captura passiva de água. Sua estrutura de cristal tipo esponja fornece a maior área de superfície por grama de qualquer outro material. Apenas um grama de alguns MOFs teria uma área de superfície de mais de um hectare se estendida numa única camada. Embora tenham sido realizadas algumas pesquisas sobre o uso de MOFs para captura de água, este último trabalho envolveu uma extensa exploração de vários MOFs, em um esforço para encontrar o mais adsorvente.
O estudo está publicado na Scientific Reports .


"As experiencias iniciais provaram que o conceito pode funcionar", disse o co-autor Zhiyong Xia, do Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento Exploratório do Laboratório de Física Aplicada (APL) da Johns Hopkins.
Mas o problema tem sido capacidade. Outras equipas de pesquisa conseguiram produzir cerca de 1,3 litro de água por dia por quilo de absorvente em condições áridas. O suficiente apenas para uma pessoa. Criar um dispositivo ideal de captação de água requer uma melhor compreensão do relacionamento da propriedade da estrutura que controla a adsorção. ”
A equipe testou vários MOFs e o potencial impacto da temperatura, humidade e espessura do leito de pó no processo de adsorção-dessorção. Juntamente com os colegas Matthew Logan e Spencer Langevin, Xia identificou um composto chamado Zr-MOF-808 que superou significativamente os MOFs anteriores.





"Identificamos um MOF que poderia produzir 8,66 litros de água por dia por quilograma de MOF em condições ideais, uma descoberta extraordinária", disse ele. "Isso nos ajudará a aprofundar nossa compreensão desses materiais e orientará a descoberta dos métodos de procura de água da próxima geração".
A equipe da Johns Hopkins agora está explorando outros MOFs com baixos pontos de influxo de humidade relativa, altas áreas de superfície e propriedades funcionais polares para ver como elas se saem em ambientes áridos. Também está pesquisando diferentes configurações de MOFs em busca de níveis ótimos de adsorção.

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Referencia//Theengineer


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