Cristais do Aquaman – Diga adeus aos tanques de oxigênio!

A verdade é que inúmeras vezes a ciência se baseia em filmes ou desenhos, já falamos por aqui por exemplo da capa de invisibilidade do Harry Potter e semana passada falamos sobre músculos artificiais inspirados do braço do Luke Skywalker. Um dos heróis da DC Comics, o Aquaman, além de poder nadar em altas velocidades e se comunicar com a vida marinha ele podia respirar embaixo da água. Incrível não? Muito melhor do que os cilindros de ar que podem chegar a pesar 15 quilos!

Em busca desse sonho, a professora Christine McKenzie e seu aluno Jonas Sundberg da University of Southern Denmark sintetizaram um material que consegue absorver grandes quantidades de oxigênio e armazená-lo. Além da aplicação citada acima, esse material também auxiliará pessoas com problemas médicos e também necessitam do tanque e em carros que utilizam células combustíveis.

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Equipe envolvida no projeto. Fonte imagem

O fato de um material reagir com o oxigênio não é nenhuma novidade, na verdade vivenciamos isso no nosso dia a dia, como por exemplo com a comida e com o vinho por exemplo. O grande diferencial desse material, então, é que a reação do oxigênio com ele não é irreversível. Assim o material pode absorver, armazenar e transportar o gás, tornando-o não só um recipiente, mas também um sensor. E ele é tão eficaz que um balde de 10 litros do material é capaz de absorver o oxigênio de uma sala inteira!

Outro fator bem importante é que ele consegue absorver e liberar o gás várias vezes sem perder a sua função. McKenzie explica que seria como mergulhar uma esponja na água, apertar para eliminá-la e novamente fazer com que ela retenha mais água.

E como o oxigênio pode ser gerado?

Quando o cristal for aquecido lentamente, ele vai começar a ser liberado ou também irá liberar quando submetido à baixas pressões. Hoje, os pesquisadores estudam se seria possível fazê-lo liberar através da emissão de luz.

A composição química deste material é [{(bpbp)Co2II(NO3)}2(NH2bdc)](NO3)2$2H2O, onde bpbp =  2,6-bis(N,N-bis(2-pyridylmethyl)- aminomethyl)-4-tert-butylphenolato, e  NH2bdc2 = 2-amino-1,4-benzenedicarboxylato. Mas o mais importante disso tudo é o cobalto! Ele é o elemento que dará ao material a estrutura eletrônica ou molecular que permite que o material absorva o oxigênio de suas redondezas. Os seres humanos e os seres que respiram utilizam pequenas quantidades de metais para a absorção de oxigênio, em nós, por exemplo, o metal utilizado é o ferro, mas alguns animais podem utilizar até mesmo o cobre. Outro ponto bem importante para esse efeito foi a cristalização do material. Com ela pode-se ver essa absorção e liberação do gás, já a rápida precipitação formou um pó amorfo incapaz ou pouco capaz de fazer a reação inversa com O2.

A absorção do material pode levar de segundos até dias, porque depende muito do ambiente que ele se encontra e de suas variáveis (pressão, temperatura e quantidade de oxigênio presente). Além disso, diferentes versões desse material podem atuar em diferentes circunstâncias, por exemplo uma máscara com várias camadas poderia fornecer à uma pessoa oxigênio diretamente do ar sem precisar de equipamentos sofisticados de alta pressão ou bombas. Poucos gramas do material poderiam prover O2 suficiente para uma pessoa e podem até absorver o gás da água.

A má notícia é que ainda vamos ter que esperar por um bom tempo para desenvolver os outros superpoderes do Aquaman!

Referências:

  1. Jonas Sundberg, Lisa J. Cameron, Peter D. Southon, Cameron J. Kepert, Christine J. McKenzie. Oxygen chemisorption/desorption in a reversible single-crystal-to-single-crystal transformationChemical Science, 2014; 5 (10): 4017 DOI: 10.1039/C4SC01636J
  2. University of Southern Denmark. “New material steals oxygen from air.” ScienceDaily. ScienceDaily, 30 September 2014. <www.sciencedaily.com/releases/2014/09/140930113254.htm>.

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