Nanopartículas brasileiras: mineração, reciclagem e energia solar
Com informações da Agência USP - 06/02/2012
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| "As nanopartículas aqui dentro valem mais do que se esse frasco fosse feito de ouro maciço," exemplifica o professor Toma.[Imagem: USP] |
Nanopartículas na mineração
"O estudo de nanopartículas é uma ciência de fronteiras", garante o professor Henrique Eisi Toma, do Instituto de Química da USP.
O especialista trabalha há mais de 10 anos com nanotecnologia e afirma que as nanopartículas podem ser utilizadas pela mineração, indústria petroquímica, metalurgia e até para a geração de energia solar.
Mas o grupo de Toma está especialmente concentrado na utilização das nanopartículas no campo da exploração mineral.
Os pesquisadores estão trabalhando com nanopartículas feitas de magnetita, um material naturalmente magnético, mas que, quando na forma nanométrica, se torna um super-ímã.
"Hoje, quando se extrai cobre, é preciso jogar ácido ou bactérias no minério, para que saia um líquido contendo o cobre. Esse líquido vai para um tanque em que se jogam solventes, reagentes e extrai-se o cobre, que vai em seguida para uma câmara, onde recebe um potencial e torna-se metálico", descreve o professor.
Porém, com o uso de nanopartículas magnéticas, esse processo pode ser reduzido a uma única etapa.
"É possível colocá-las no minério de cobre para que grudem ao material, então se aplica um potencial e o cobre se torna, instantaneamente, metálico," explica.
O processo é chamado "nanohidrometalurgia magnética" e pode, segundo Toma, representar uma economia de milhões de reais anualmente.
Além disso, a preocupação ambiental também pode influenciar a adoção deste novo método na exploração de minerais: "No futuro, os processos envolvendo a queima de minérios será banida. Hoje buscam-se métodos brandos, em temperatura ambiente, que não poluam e que sejam cíclicos - e esse processo é perfeito."
Com as nanopartículas pode ser possível tornar o petróleo magnético e movimentá-lo, aumentando o rendimento dos poços. [Imagem: USP]
Petróleo magnético
Outra aplicação das nanopartículas no campo da mineração, e cujo estudo está se iniciando, é na área petrolífera.
Hoje, apenas uma parte do petróleo existente nas rochas porosas dos depósitos petrolíferos pode ser extraída.
"Mas com as nanopartículas pode ser possível tornar o petróleo magnético e movimentá-lo," prevê o pesquisador, que está estudando formas de literalmente puxar o petróleo para fora das rochas usando magnetismo.
Além disso, estas nanopartículas podem ser utilizadas para realizar separação de componentes químicos na indústria petrolífera.
"Pode-se separar os gases saturados dos insaturados com uma membrana. Os insaturados interagem com as nanopartículas e passam por ela, os saturados, não", declara o professor, acrescentando que este método é mais limpo e econômico que o atual.
"O processo de separação utilizado hoje necessita de uma torre enorme, gasta uma quantidade absurda de energia e polui muito o ambiente," diz ele. A pesquisa, realizada em conjunto com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), está patenteada pela Petrobrás e encontra-se em fase de testes-piloto.
Reciclagem magnética
Também é possível facilitar a reciclagem de materiais, como por exemplo, circuitos eletrônicos.
O grupo também está pesquisando o uso das nanopartículas na área de células solares orgânicas. [Imagem: Pedro Bolle/USP Imagens]
"Eles estão cheios de cobre e outros metais. Então é possível funcionalizar a partícula para atrair cada metal específico e depois retirá-los com um ímã," declara o professor.
Esta pesquisa já foi patenteada, e o professor busca agora empresas ligadas à metalurgia interessadas em financiar os avanços dos estudos.
O mesmo princípio poderá ser adotado na coleta de poluentes em lagos e rios, bastando para isso funcionalizar as moléculas para que elas se liguem aos poluentes que se deseja retirar.
Energia do futuro
O grupo de Toma também está realizando pesquisas na área de células solares orgânicas, utilizando nanopartículas de dióxido de titânio.
Com dois pequenos filetes de vidro pintados e colados, o professor criou uma célula solar que funcionou pelo período de um ano girando um pequeno ventilador.
"É uma conversão química de energia. Nós desenvolvemos o corante que capta a luz e injeta os elétrons, as porfirinas modificadas," conta o professor, que sonha em ter sua pesquisa indo além dos simples testes laboratoriais.
Para tanto, submeteu um grande projeto para buscar financiamento de empresas. "Nós queremos transformar todas as janelas em dispositivos de captação de energia. Essa pode ser a energia do futuro," declara.
