Universidade James Cook desenvolve tecnologia de microplástico para grafeno: 200 vezes mais forte que o aço
O Dr. Adeel Zafar, da Universidade James Cook, comenta: “Nosso processo pode produzir quase 5 miligramas de grafeno a partir de apenas 30 miligramas de microplásticos em um minuto, melhorando significativamente a eficiência da produção e oferecendo uma alternativa mais sustentável.”
1. Microplásticos: Características e Impacto Ambiental
Os microplásticos são notórios por sua durabilidade e resistência à degradação. Uma vez liberados no meio ambiente, eles persistem e se acumulam, representando riscos de longo prazo para os ecossistemas. Essas partículas podem ser ingeridas por diversos organismos, entrando na cadeia alimentar e potencialmente impactando a saúde humana.
No meio ambiente, os microplásticos alteram as propriedades do solo e da água, afetando a vida vegetal e animal. Eles podem bloquear os poros do solo, prejudicando a infiltração de água e o crescimento das plantas, além de perturbar os ecossistemas aquáticos, interferindo nos processos fisiológicos dos organismos aquáticos.
2. Tecnologia para conversão de microplásticos em grafeno
Pesquisadores da Universidade James Cook desenvolveram uma técnica inovadora usando síntese de plasma de micro-ondas à pressão atmosférica para transformar microplásticos em grafeno. Este método utiliza altas temperaturas e a energia gerada pelo plasma de micro-ondas para converter quimicamente microplásticos em grafeno.
Pré-processamento: Os resíduos plásticos são moídos em partículas de microplástico. O controle preciso do tamanho das partículas garante uma conversão eficaz.
Tratamento Condutivo: Para melhorar a condutividade elétrica, partículas de microplástico são processadas em pós com tamanhos ideais de 1 a 2 milímetros.
Aquecimento por Flash Joule: Uma alta corrente elétrica aquece rapidamente o pó microplástico, iniciando uma transformação química para produzir grafeno, juntamente com algum hidrogênio e hidrocarbonetos.
Otimização atual: Para obter grafeno de alta qualidade, os pesquisadores otimizam a corrente elétrica. Corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC) são usadas sequencialmente para atingir a temperatura necessária e evitar o empilhamento de camadas, garantindo a formação de grafeno de alta qualidade.
3. Aplicações e Perspectivas Futuras
Tecnologia de Sensores: A condutividade e a sensibilidade excepcionais do grafeno o tornam ideal para sensores avançados. O grafeno derivado de microplásticos pode ser utilizado em diversos sensores para monitoramento ambiental e diagnósticos médicos, detectando poluentes e biomarcadores.
Purificação de água: A alta capacidade de adsorção do grafeno o torna eficaz na remoção de contaminantes da água. Essa tecnologia oferece uma nova abordagem para lidar com a poluição e a escassez hídricas, melhorando a qualidade da água.
Remediação de PFAS: O grafeno pode absorver substâncias perfluoroalquílicas e polifluoroalquílicas (PFAS), poluentes persistentes nocivos à saúde e ao meio ambiente. O uso de grafeno derivado de microplásticos para lidar com a contaminação por PFAS apresenta uma solução inovadora.
Gestão de Resíduos: Esta tecnologia contribui para a gestão de resíduos ao converter microplásticos em grafeno, reduzindo o desperdício em aterros sanitários e permitindo a reciclagem. O baixo custo do grafeno o torna um aditivo viável para materiais como cimento e asfalto, aumentando a eficiência da reciclagem.
Esta tecnologia de microplástico para grafeno marca um avanço significativo com implicações de longo alcance. Ela aborda eficazmente a poluição plástica, ao mesmo tempo que promove a produção sustentável de grafeno. Desafios como controle de qualidade e produção em larga escala permanecem, mas a inovação contínua, a colaboração da indústria e o apoio político são essenciais para o avanço desta tecnologia e o alcance das metas de desenvolvimento sustentável.