Pesquisadores apresentaram um aerogel leve e biodegradável, produzido a partir de nanocelulose vegetal, carbono derivado de estrutura metalorgânica (MOF) e nanopartículas de ouro, capaz de purificar água do mar com alta eficiência usando apenas energia solar. O trabalho foi publicado em 29 de outubro de 2025 na revista Advanced Science.
A estrutura porosa em duas camadas é obtida por “ice templating” sequencial — técnica que congela a mistura em direção vertical, criando canais alinhados após a remoção do gelo. A camada inferior, feita somente de nanofibras de celulose, conduz a água por capilaridade. Já a superior combina as mesmas fibras com carbono poroso gerado a partir do MOF ZIF-8 e recebe nanopartículas de ouro, responsáveis por intensificar o aquecimento localizado através do efeito plasmônico.
Testes ópticos mostram absorção de 95,9% da luz incidente. Sob irradiação padrão de “um sol”, a temperatura da superfície sobe rapidamente, atingindo taxa de evaporação de 2,36 kg m−2 h−1, desempenho entre os mais altos já relatados para dispositivos semelhantes. A eficiência aparente de conversão solar-vapor alcança 119%, resultado atribuído à evaporação em micro-poros onde a energia necessária para mudança de fase é menor.
O material mantém funcionamento estável em salinidades de até 20% de cloreto de sódio. Em ensaio de oito horas com água do mar, cristais de sal surgiram após cerca de 90 minutos, mas se dissolveram durante o repouso noturno. Após dez ciclos de uso e descanso, o aerogel conservou 86% da taxa inicial. A água condensada apresentou concentração de sódio inferior a 30 ppm, contra aproximadamente 10 000 ppm da alimentação, e os níveis de potássio, magnésio e cálcio ficaram abaixo dos limites para consumo estabelecidos pela OMS.
Ensaios mecânicos indicam resistência à compressão de 56 kPa a seco e 17 kPa quando saturado (40% de deformação). A condutividade térmica é baixa — 0,045 W m−1 K−1 na camada de celulose pura e 0,053 W m−1 K−1 na compósita com ouro e carbono — o que ajuda a reter calor na interface. Cada camada absorve água até quinze vezes o seu peso seco, garantindo fluxo contínuo para evaporação.
Em testes de campo sobre um telhado, o dispositivo iniciou a geração de vapor em minutos e acompanhou a variação da irradiância solar ao longo do dia. Painéis com 15 cm de largura e 2 cm de espessura foram produzidos sem rachaduras ou delaminação, e amostras enterradas em solo se degradaram visivelmente em 30 dias, confirmando a biodegradabilidade.
Imagem: Nanowerk https
Apesar do uso de ouro elevar custos, os autores sugerem investigar metais mais baratos ou menor carga metálica nas próximas etapas. Também serão necessários estudos de operação prolongada, recuperação de calor e prevenção de incrustações biológicas para aplicação em larga escala.
Segundo os pesquisadores, o aerogel une fibras naturais, canais verticais eficientes e absorção solar aprimorada, oferecendo rota promissora para dessalinização off-grid em comunidades costeiras ou remotas.
Com informações de Nanowerk
