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Em breve água, agricultura e oxigênio em Marte?

Tempo de leitura: 3 minutos

Os pesquisadores desenvolveram um catalisador que destrói o perclorato, um contaminante da água. Esse novo processo de tratamento de água pode permitir limpar o solo de Marte e torná-lo favorável ao desenvolvimento das lavouras.

Uma equipe liderada por engenheiros da Universidade da Califórnia em Riverside (EUA) desenvolveu um catalisador para remover um produto químico nocivo da água na terra. Esse catalisador também pode tornar o solo marciano mais seguro para a agricultura. E ajudar a produzir oxigênio para exploradores humanos de Marte. Um grande passo para a exploração do espaço marciano ...

Perclorato, um composto prejudicial na Terra e em Marte

O composto químico tóxico de que estamos falando aqui é o perclorato. UMA íon negativo consistindo de um átomo de cloro ligado a quatro átomos de oxigênio. Este produto é encontrado naturalmente em alguns solos da Terra. E é particularmente abundante em solo marciano. Como oxidante poderosoAlém disso, o perclorato é fabricado pelo homem e utilizado como combustível sólido para foguetes, fogos de artifício, munições, iniciadores de airbag para veículos, fósforos ou mesmo foguetes de sinalização. Também é encontrado como subproduto de certos desinfetantes e herbicidas.

Devido à sua onipresença no solo e produtos industriais, perclorato é um contaminante comum da água. Como isso é perigoso? Pode causar certos problemas de tireoide. Além disso, o perclorato se bioacumula nos tecidos vegetais. Então, o perclorato em solo marciano pode tornar o alimento cultivado impróprio para consumo. O que limitaria consideravelmente as possibilidades de assentamentos humanos em Marte ... Isso não é suficiente? O perclorato presente na poeira marciana também pode ser perigoso para os exploradores.

Inspire-se na natureza para se livrar dela

Os métodos atuais de remoção de perclorato da água exigem condições difíceis de alcançar ou um processo enzimático de várias etapas complicado para diminuir o estado de oxidação do elemento cloro para íon cloreto inofensivo.

Mesmo assim, os cientistas da Universidade da Califórnia em Riverside podem ter encontrado a solução. O estudante de doutorado Changxu Ren e Jinyong Liu, professor assistente de engenharia química e ambiental na Faculdade de Engenharia de Marlan e Rosemary Bourns, buscaram inspiração na natureza para reduzir o perclorato na água à temperatura ambiente e pressão em uma única etapa.

O Ponto de Partida: Ren e Liu notaram que o bactéria anaeróbia (entenda as bactérias que vivem sem oxigênio) usar molibdênio em suas próprias enzimas para reduzir o perclorato e para colher energia em ambientes privados de oxigênio. Molibdênio? Um metal puro e um oligoelemento essencial para a nutrição das plantas, encontrado em certas enzimas.

No entanto, esta não é a primeira vez que os pesquisadores tentaramexplorar molibdênio como um catalisador. " Esforços anteriores para construir um catalisador químico à base de molibdênio para a redução do perclorato não tiveram sucesso., explica Liu. Muitos outros catalisadores de metal requerem condições adversas ou não são compatíveis com água ".

Um processo que reduz mais de 99,99% do perclorato na água

Os pesquisadores então tentaramimitar o complexo processo microbiano de redução do perclorato por uma abordagem simplificada. Para isso, tiveram a ideia de misturar três compostos de uso comum:

  • um fertilizante chamado molibdato de sódio,
  • um ligante orgânico (entidade unida a um ou mais átomos ou íons centrais de uma estrutura química) chamado bipiridina para ligar o molibdênio,
  • e um catalisador de ativação de hidrogênio chamado paládio sobre carvão.

Assim, eles obtiveram um poderoso catalisador capaz de quebrar de forma rápida e eficiente o perclorato na água usando gás hidrogênio em temperatura ambiente, sem qualquer combustão. " Este catalisador é muito mais ativo do que qualquer outro catalisador químico relatado até o momento e reduz mais de 99,99% do perclorato a cloreto, independentemente da concentração inicial de perclorato Ren diz.

O novo catalisador reduz o perclorato em uma ampla gama de concentrações, de menos de 1 miligrama por litro a 10 gramas por litro. Portanto, pode ser usado em vários cenários, especialmente para limpar águas subterrâneas contaminadas, tratar águas residuais fortemente contaminado pela fabricação de explosivos e, acima de tudo, tornar Marte habitável ! Continua ...

 

O artigo intitulado Um catalisador de molibdênio bioinspirado para redução de perclorato aquoso foi publicado no Journal of the American Chemical Society. Ren e Liu foram acompanhados em sua pesquisa por Jinyu Gao, estudante de doutorado na UC Riverside, Jacob Palmer, estudante de graduação, e Eric Y. Bi, estudante do ensino médio. Peng Yang e Mengqiang Zhu, da Universidade de Wyoming, caracterizaram o catalisador por espectroscopia de absorção de raios X, enquanto Jiaonan Sun e Yiying Wu, da Ohio State University, realizaram os testes eletroquímicos. A pesquisa foi financiada pela National Science Foundation.

 

© Adobe Stock

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