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A nanotecnologia contra o aquecimento global

Jessé Lacerda | NOVEMBRO 2016

Revisão textual: Paula Rothman

Public domain

Os nanomateriais têm as suas dimensões em nanoescala, com comprimentos até 10 mil vezes menores que o diâmetro de um fio de cabelo, e são dotados de características inovadoras, tendo sido a base de várias aplicações tecnológicas nos últimos anos. Uma recente pesquisa desenvolvida pela Unicamp sugere que alguns nanomateriais, os chamados nanorolos de grafeno, podem ser usados na redução da emissão de gás carbônico para a atmosfera.

Imagine um hexágono em cujos vértices existem átomos de carbono. Agora, suponha que juntemos esses hexágonos, lado a lado, de modo a não sobrar espaço vazio entre hexágonos vizinhos. Daí temos o grafeno, uma folha plana de átomos de carbono. O grafeno é uma estrutura de duas dimensões e da espessura de apenas um átomo de carbono.

Em um rolo de papel alumínio usado na cozinha, temos originalmente uma folha de papel alumínio que foi enrolada sobre ela mesma. Da mesma maneira, um nanorolo de grafeno é produzido enrolando-se uma folha de grafeno sobre si mesma, como em um rolo de papel alumínio, mas mantendo-se um espaçamento entre camadas vizinhas de grafeno.

Figura a: nanorolo de grafeno, sendo i o espaçamento entre camadas e l o comprimento do rolo. Figuras b- i: os diversos de nanorolos analisados neste trabalho.

O dióxido de carbono (CO2) proveniente da queima de combustíveis fósseis é a principal causa das mudanças climáticas globais. Seria interessante um material que pudesse capturar o CO2 e posteriormente liberá-lo para ser armazenado no subsolo. É aí que entra os nanorolos de grafeno.

Cientistas da Unicamp, em parceria com a Universidade de Ottawa, no Canadá, usaram simulações de computador para investigar o uso dos nanorolos de grafeno na captura/liberação do gás carbônico. ­­

A queima de combustíveis fósseis em usinas geradoras de energia tem como subproduto uma mistura de gases composta de 10 a 15% de CO2 e de 75 a 85% de nitrogênio (N2), além de vapor de água (H­2O), a baixas pressões e altas temperaturas. Devido a essa mistura gasosa, a captura do gás carbônico é um desafio: precisamos de um material que selecione o CO2 em detrimento do N2 e que seja estável na presença de água e a altas temperaturas.

Com os resultados das simulações computacionais, os pesquisadores conseguiram mostrar que os nanorolos de grafeno são uma boa saída para esse desafio. Mais precisamente, os resultados revelaram que o espaçamento entre as camadas vizinhas dos nanorolos pode ser ajustado para maximizar a captura e a seletividade para o CO2.

Segundo o IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, em português Painel Intergovernamental de Mudança Climática), órgão das Nações Unidas, os seres humanos queimam quantidades cada vez maiores de carvão, petróleo e gás natural para gerar energia: desde a Revolução Industrial, as concentrações de CO2 na atmosfera aumentaram em 31%.

O gás carbônico é responsável por mais de 80% da poluição que gera o aquecimento global. Entre as consequências do aquecimento global estão a elevação do nível dos mares, as mudanças na composição química da água, a alteração do ritmo das estações, do regime de chuvas e dos padrões dos ventos, o que potencializa a desertificação dos trópicos, as enchentes, as secas e os problemas de produção de alimentos e de suprimento de água.

A descoberta desse time de pesquisadores, que alavanca o uso dos nanorolos de grafeno no sequestro do gás carbônico (o que significa em levar o CO2 para outro lugar que não a atmosfera), é crucial para os esforços necessários para impedir que os níveis desse gás alcancem concentrações perigosas na atmosfera.

 

Leia o artigo completo aqui.

 

Pesquisa

DAFF, T. D.; COLLINS, S. P.; DURECKOVA, H.; PERIM, E.; SKAF, M. S.; GALVAO, D. S.; WOO, T. K. Evaluation of carbon nanoscroll materials for post- combustion CO2 capture. Carbon, v. 101, p. 218-225, mai. 2016.

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