Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH), na Coreia do Sul, desenvolveram um sistema de filtração que dispensa nanoporos e bombas de alta pressão para retirar contaminantes menores que vírus da água. O estudo foi publicado em 5 de fevereiro de 2026 na revista Advanced Science.
Como funciona
A tecnologia apoia-se em separação eletrocinética. Quando um campo elétrico é aplicado, forma-se uma zona de depleção iônica: ali o campo se intensifica e repele partículas carregadas antes que alcancem a membrana. Dessa forma, os poluentes não entram nos poros e o equipamento não sofre entupimento.
Estrutura em três camadas
O filtro reúne três camadas:
- Suporte biodegradável de celulose e algodão, com poros médios de 319 μm (faixa predominante de 10–100 μm), que distribui a água de forma uniforme.
- Papel-filtro de celulose, com poros de 4–10 μm, responsável por estabilizar o fluxo e reter fragmentos maiores.
- Esponja revestida com Nafion, que apresenta nano-canais de 5–15 nm e age como membrana de troca iônica, permitindo a passagem de íons positivos e bloqueando negativos.
Desempenho
Operando apenas com a pressão da gravidade (diferença de 10 cm entre entrada e saída, cerca de 1 kPa), o dispositivo alcançou fluxos superiores a 400 L m² h¹ e removeu mais de 99,9 % de micro e nanoplásticos de poliestireno, polietileno e polipropileno. Partículas de ouro de 5–20 nm, que atravessaram membranas comerciais com poros de 50 nm e 100 nm, foram totalmente barradas.
O sistema manteve eficiência acima de 99,9 % em 20 ciclos consecutivos de uma solução com 300 ppm de nanoplásticos; bastou um enxágue com água entre os testes. Em ensaios com Escherichia coli K-12, a contagem bacteriana caiu abaixo do limite de detecção (1 UFC/100 mL) após uma hora de operação a 60 V.
Alimentação energética
Um painel fotovoltaico de 50 W carrega uma bateria de 12 V, cuja tensão é elevada para 60 V por um conversor DC-DC. Em água de torneira com condutividade de cerca de 350 μS cm¹, o consumo foi de 10 Wh por litro, ou 2,4 W em regime contínuo. Quatro horas de insolação geram energia suficiente para tratar aproximadamente 11 L de água.
Imagem: Nanowerk https
Escalabilidade e próximos passos
O protótipo teve a área efetiva ampliada de 2 cm² para 4 cm² sem perda de eficiência, mantendo a zona de depleção estável por mais de sete horas. Entre os desafios futuros estão a substituição do Nafion por opções sem flúor, o desenvolvimento de membranas de troca de cátions mais duráveis e a adaptação do processo para contaminantes com carga positiva e matéria orgânica natural.
Ao trocar a peneira física pela repulsão elétrica, a equipe demonstrou que é possível remover partículas com menos de 10 nm usando poros micrométricos, operação por gravidade e fonte solar, abrindo caminho para soluções de tratamento de água em regiões sem acesso a infraestrutura elétrica ou bombas.
Com informações de Nanowerk
