A maior parte da água da Terra está nos oceanos e é demasiado salgada para consumo humano. As centrais de dessalinização podem tornar a água do mar potável, mas exigem grandes quantidades de energia. Agora, investigadores desenvolveram um material esponjoso com microcavidades de ar que, através da luz solar e de uma simples cobertura plástica, transforma água salgada em água potável. Esta inovação foi apresentada num estudo publicado na revista ACS Energy Letters, e representa um passo importante rumo a uma dessalinização de baixo consumo energético e sustentável.
Esta não é a primeira vez que cientistas criam materiais esponjosos que utilizam a energia solar para limpar ou dessalinizar água. Por exemplo, um hidrogel inspirado na estrutura do lufa, contendo polímeros nos seus poros, foi testado em água contaminada com cromo. Quando aquecido pelo sol, o hidrogel libertava rapidamente vapor de água recolhível e limpo, através da evaporação. No entanto, enquanto os hidrogéis são moles e cheios de líquido, os aerogéis são mais rígidos, com poros sólidos que podem transportar água líquida ou vapor de água. Já foram feitos testes com aerogéis para dessalinização, mas a sua eficiência de evaporação diminui à medida que o tamanho do material aumenta.
Uma instalação personalizada remove o sal da água do mar sob luz solar natural, usando um recipiente com água do mar, um pedaço preto de aerogel e uma tampa de plástico curva que pinga num funil e um recipiente. Crédito: Adaptado de ACS Energy Letters 2025, DOI: 10.1021/acsenergylett.5c01233
Os investigadores liderados por Xi Shen quiseram ultrapassar esta limitação, criando um aerogel poroso para dessalinização que mantém a sua eficiência independentemente do tamanho. Para isso, desenvolveram uma pasta que combinava nanotubos de carbono e nanofibras de celulose, que foi impressa em 3D sobre uma superfície congelada. A cada camada solidificada, formava-se um material esponjoso com pequenos furos verticais, com cerca de 20 micrómetros de largura, distribuídos uniformemente.
Foram testadas peças quadradas do material, variando entre 1 centímetro e 8 centímetros de largura, e os resultados mostraram que as peças maiores libertavam vapor de água com uma taxa de evaporação tão eficiente quanto as menores.
Num teste ao ar livre, os investigadores colocaram o aerogel numa chávena com água do mar, que foi coberta por uma película plástica transparente e curva. A luz solar aquecia o topo do material esponjoso, evaporando apenas a água e não o sal, que permanecia no líquido. O vapor de água condensava na película plástica, transformando-se em líquido e escorrendo pelas bordas, onde era recolhido numa funil e recipiente colocados abaixo da chávena. Depois de seis horas sob luz solar natural, o sistema produziu cerca de três colheres de sopa de água potável.
“O nosso aerogel permite dessalinização a plena capacidade em qualquer tamanho”, afirmou Xi Shen. “Isto proporciona uma solução simples e escalável para dessalinização sem energia, capaz de produzir água limpa.”
O estudo contou com o apoio financeiro da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, do Conselho de Subsídios à Investigação de Hong Kong, do Fundo para o Ambiente e Conservação de Hong Kong, e da Universidade Politécnica de Hong Kong.
