Não resta a menor dúvida de que os nanotubos de carbono (NTC) constituem um dos materiais mais importantes da nanotecnologia. Tal afirmação pode facilmente ser verificada pelo número de trabalhos acadêmicos - mais de 60.000 e, sobretudo, pelo número de patentes, mais de 25.000 -, realizados com esta nova forma do carbono, desde seu descobrimento por Iijima, em 1991.

Outro ponto que chama a atenção quando se fala de nanotubos de carbono é sua produção mundial: já ultrapassamos 1.300 toneladas/ano de capacidade instalada!

Na maioria de suas aplicações industriais (e mesmo acadêmicas), quando os NTC são formulados com outros materiais (polímeros, tintas, etc.), duas etapas químicas importantes geralmente são realizadas. A primeira é a eliminação dos catalisadores provenientes dos diferentes métodos de síntese. A segunda, a funcionalização dos NTC, visando à sua compatibilidade com diferentes materiais, a qual é, via de regra, iniciada com tratamentos que envolvem o uso de misturas altamente oxidantes, constituídas de ácido nítrico (HNO₃) e ácido sulfúrico (H₂SO₄).

Na segunda etapa, ou seja, na funcionalização, são formados os chamados "débris de oxidação", que são eliminados dos nanotubos de carbono através de lavagem com soluções de hidróxido de sódio. Tal procedimento de separação faz com que o efluente deste processo (solução escura) apresente uma mistura de poliaromáticos - similares aos ácidos húmicos -, e matéria orgânica dissolvida (do inglês, DOM). São bem conhecidos os aspectos negativos da presença destas substâncias na qualidade da água e no seu tratamento.

O processo de remediação, desenvolvido por pesquisadores do LQES, se baseou no uso de argilas sintéticas, que podem sofrer tanto o fenômeno de adsorção (determinada pelas interações eletrostáticas envolvendo a superfície da argila e o débris) quanto as reações de intercalação, típicas dos materiais argilosos (presença de planos lamelares).

Efluente contendo os débris de oxidação (esquerda) e após a remediação com a argila sintética (direita).

Créditos: LQES.

O resultado das pesquisas mostrou que o uso deste processo elimina mais de 99% do débris de oxidação, tendo ainda a vantagem de permitir não só a reutilização da argila (após tratamento térmico), como também da solução alcalina pós-tratamento (solução incolor) na extração dos débris (reuso).

O processo desenvolvido pelo LQES - Laboratório de Química do Estado Sólido foi apresentado recentemente (novembro 2010) no Congresso NanoSafe 2010, na seção "Life Cycle of Nanomaterials", realizado em Grenoble, França. O aspecto interessante deste processo é que nanopartículas é que são utilizadas para remediar efluentes de materiais nanoestruturados, ou seja: nanotecnologia "criando soluções de segurança" para a própria nanotecnologia.

Considerando o grande potencial de aplicação industrial deste desenvolvimento, foi depositada pela Unicamp, através de sua Agência de Inovação - INOVA, uma patente nacional (INPI), em maio de 2010, e uma patente internacional (PCT), em novembro de 2010.

Participaram deste desenvolvimento os pesquisadores Diego Stéfani, Natália Valenga Parizotto, Antonio Gomes de Souza Filho (UFC) e Oswaldo Luiz Alves.

Trabalho completo, que aprofunda o estudo dos débris de oxidação, será publicado proximamente pela revista Journal of Hazardous Materials.

LQES NEWS Ano IX, número 210, 17 dezembro 2010 (OLA).

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