Químicos da Universidade de Iowa propuseram um método incomum para extrair água da atmosfera. Normalmente, isso envolve o uso de absorventes porosos sob condições especializadas, muitas vezes com alto consumo de energia. O novo método elimina completamente a necessidade de extração de água, utilizando uma estrutura cristalina ativada pela luz solar e sensível à radiação ultravioleta. É como uma garrafa de água permanente, que absorve a umidade do ar.
Fonte da imagem: Universidade de Iowa
De modo geral, os pesquisadores utilizaram uma classe de materiais conhecidos como estruturas metalorgânicas (MOFs). Esses materiais consistem em átomos de metal nos vértices de uma estrutura cristalina, ligados por moléculas orgânicas. Em termos gerais, as ligações metálicas são quebradas e a matéria orgânica é inserida nas lacunas. Isso permite a criação de materiais com enormes vazios internos que podem ser configurados de forma flexível para acomodar moléculas específicas. São como caixas de um tamanho específico, nas quais apenas as moléculas que se encaixam fisicamente dentro delas ficam aprisionadas e retidas. Isso permite a captura de dióxido de carbono, gases nocivos ou, inversamente, gases benéficos.
No entanto, o desenvolvimento dos cientistas de Iowa provou ser ainda mais sofisticado. Em seu material, a estrutura cristalina muda de configuração quando exposta à radiação UV. Inicialmente, ela não possui cavidades capazes de absorver umidade do ar, mas, após a exposição à luz, a arquitetura interna da MOF se reorganiza, revelando cavidades microscópicas. A análise de difração de raios X do material revelou que, após exposição à luz ultravioleta, essas novas cavidades contêm moléculas de água.
Essas propriedades possibilitam o desenvolvimento de sorventes “inteligentes” que não apenas absorvem umidade passivamente, mas são ativados pela luz solar. Em condições de laboratório, o material reteve aproximadamente 5% de água em peso, o que ainda é modesto em comparação com os melhores sistemas de coleta de água baseados em MOFs. No entanto, o experimento serviu como prova de conceito, o que permitirá o desenvolvimento futuro do material e a obtenção de um desempenho ainda melhor.