Nanoestruturas Híbridas Multifuncionais de Nb2o5, Zro2 e Tio2 Empregadas na Construção de Nanomembranas Filtrantes Inovadoras

Este projeto objetiva desenvolver nanoestruturas híbridas multifuncionais que serão empregadas para fabricar nano membranas filtrantes inovadoras que terão aplicações ambientais, enfatizando a produção de água potável e tratamento de efluentes.

 Por meio da nanotecnologia, pode se ter o controle do tamanho do material, reatividade, morfologia e propriedades físico-químicas, como hidrofobicidade, fazendo com que as nano membranas filtrantes não fiquem inativas, além de apresentarem propriedades catalíticas, adsortivas, ópticas, elétricas, antimicrobianas excepcionais que aumentam a eficiência e diminuem o custo do tratamento de água e efluentes devido serem reutilizáveis. Tais características não são encontradas nos sistemas de filtração existentes.

Além disso, com o desenvolvimento das nano membranas filtrantes pode se surgir dispositivos pequenos e fáceis de implantarem em sistemas de tratamento, resultando em ganhos para o meio ambiente e para os seres vivos. As nanoestruturas híbridas, que constituirão as nano membranas, serão formadas pela combinação e efeito sinérgico dos quantum dots de carbono. Cdots, com as nanopartículas metálicas de prata (AgNPS) e de MxOy (M= Nb, Zr e Ti), espécies de grafeno e camada de sílica (shell).

A eficiência das nano membranas formadas com as nanoestruturas híbridas será comprovada por nano sensores eletroquímicos e espectrometria de massas com o uso da revolucionária caneta Mass Spec pen, que verificará a presença de impurezas ou formação de novos produtos, mediante interação da membrana com a água e efluentes, visando identificar possíveis espécies que possam interferir na aplicação do produto final. Estima-se que 60 % dos brasileiros não têm acesso a rede de esgoto o que resulta no despejo de dejetos em rios, córregos e oceanos. Além disso, por volta de 35 milhões de brasileiros não tem acesso a água potável, problema este que atinge diversos outros países subdesenvolvidos.

Aliado a isso, o aumento no uso de agrotóxicos na produção de alimentos vem aumentando em função do aumento da população mundial. No entanto, apenas 3% dos agrotóxicos atingem as pestes e 97% escoam pelo meio ambiente, contaminando assim rios e o lençol freático, juntamente com os chamados interferentes endócrinos, que também são substâncias químicas, que tem a capacidade de substituir hormônios essenciais aos seres vivos causando danos à saúde.

Estes interferentes endócrinos são comumente encontrados em pílulas anticoncepcionais e não são degradados no sistema de tratamento de esgotos, sendo assim despejados e acumulados nos rios. Devido ao seu tamanho molecular, apenas nano filtros tem a capacidade de retê-los. Desta forma, o desenvolvimento de nano membranas filtrantes constituídas por nanoestruturas torna se muito importante para conseguir reter diversas impurezas em água, rejeitos de efluentes que causam sérios danos ao meio ambiente e aos seres vivos. As nanoestruturas, que são constituídas por nano materiais com diferentes formas estruturais, faz com que as nano membranas filtrantes apresentem diversas características ótimas que não são encontradas nos filtros convencionais aumentando assim sua eficiência.