Nanotecidos de resíduos de celulose filtram corantes da água

Investigadores da TU Wien estão a explorar a utilização de filtros produzidos com resíduos de celulose para remover corantes potencialmente nocivos de águas residuais da indústria têxtil.

Günther Rupprechter e Qaisar Maqbool [©TU Wien]

Os investigadores da Universidade de Tecnologia de Viena (TU Wien), na Áustria, usaram resíduos, como panos de limpeza velhos e copos de papel, que são transformados num revestimento para um nanotecido fino para criar filtros eficientes para águas poluídas.

Segundo a equipa de investigadores, os corantes orgânicos representam o maior grupo de corantes sintéticos, incluindo os chamados compostos azo, que são usados na indústria têxtil, mesmo em países onde não é dada muita atenção à proteção do meio ambiente, e muitas vezes acabam em águas residuais não filtradas. «Isso é perigoso porque este tipo de corante degrada-se muito lentamente, pode permanecer na água durante muito tempo e são um grande perigo para humanos e para a natureza», afirma Günther Rupprechter, do Instituto de Química dos Materiais na TU Wien.

«Se simplesmente deixarmos a água fluir por cima de um filtro que consiga ligar-se aos corantes, o efeito de limpeza é baixo», explica o investigador. «É muito melhor criar um nanotecido a partir de pequenas fibras e deixar a água passar pelo meio», acrescenta. A água entra em contacto com uma superfície muito maior, permitindo que mais moléculas de corante orgânico se liguem ao filtro, apontam.

«Estamos a trabalhar com nanocelulose semi-cristalina, que pode ser produzida a partir de resíduos», indica Qaisar Maqbool, autor principal do estudo e pós-doutorado no grupo de investigação de Günther Rupprechter. «Substâncias que contêm metal são muitas fezes usadas para propósitos semelhantes. O nosso material, por seu lado, é completamente inofensivo para o ambiente e podemos produzi-lo com o upcycling de resíduos de papel», acrescenta.

[©TU Wien]
Esta nanocelulose é “fiada” com poliacrilonitrila plástica em nanoestruturas, o que a equipa da TU Wien fez através de um processo de eletrofiação. «Isto assegura que o líquido forma fios extramente finos com um diâmetro entre 180 e 200 nanómetros durante a cura», refere Günther Rupprechter. Estes fios formam um não-tecido fino com uma área de superfície maior, chamada nanoteia – num centímetro quadrado, a área total de superfície pode ser superior a 10 centímetros quadrados.

Os testes com estas nanoestruturas foram bem-sucedidos: em três ciclos, água contaminada com corante violeta foi purificada e 95% do corante foi removido. «Os corantes permaneceram armazenados na nanoteia. A nanoteia pode depois ser deitada fora ou regenerada, dissolver os corantes armazenados e reutilizar o filtro», destaca Günther Rupprechter.

Os próximos passos passarão por avaliar as propriedades mecânicas de nanoteias sofisticadas, fazer testes de biocompatibilidade, avaliar a sensibilidade a poluentes mais complexos e conseguir escalar a produção para parâmetros industriais. A equipa pretende ainda investigar como é que a tecnologia pode ser transferida para outras áreas de aplicação. «Esta tecnologia pode também ser muito interessante para a área médica», acredita Günther Rupprechter. «A diálise, por exemplo, precisa de filtrar substâncias químicas muito específicas de um líquido», conclui.