Avanço em materiais porosos eleva eficiência na purificação da água

Resultados mostram eficiências superiores a 95% na remoção de diferentes contaminantes (imagem: CDMF/divulgação)

Agência FAPESP * – Pesquisa de cientistas brasileiros apresentou avanços em uma área reconhecida com o Prêmio Nobel de Química 2025: o desenvolvimento e a aplicação de estruturas metalorgânicas (MOFs, de metal-organic frameworks), materiais cristalinos porosos capazes de revolucionar tecnologias ambientais e energéticas.

O estudo contou com a participação de pesquisadores vinculados ao Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

O trabalho apresenta uma nova arquitetura molecular baseada em MOFs de zircônio, projetada para a degradação eficiente de contaminantes emergentes da água, como corantes industriais e antibióticos. E dialoga diretamente com os avanços científicos que levaram Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi a receberem o Nobel de Química no ano passado, pela criação de uma nova forma de arquitetura molecular (leia mais em: agencia.fapesp.br/56127). Os laureados foram responsáveis por estabelecer os fundamentos das estruturas metalorgânicas, materiais formados pela combinação de íons metálicos e ligantes orgânicos que se organizam em redes cristalinas altamente porosas.

A pesquisa dos brasileiros foi publicada na Advanced Sustainable Systems. No artigo, os pesquisadores descrevem o desenvolvimento de uma heteroestrutura inovadora, integrando um MOF de zircônio (Zr-MOF), conhecido por sua alta estabilidade química, com o semicondutor pirofosfato de prata. Essa combinação resulta em um material capaz de absorver luz solar de forma eficiente, promover a separação de cargas elétricas e gerar espécies reativas responsáveis pela degradação de poluentes persistentes em meio aquoso.

Os resultados mostram eficiências superiores a 95% na remoção de diferentes contaminantes, além da transformação dessas substâncias em intermediários significativamente menos tóxicos, conforme demonstrado por análises avançadas de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa e ensaios de fitotoxicidade. Um dos diferenciais do trabalho é o uso de modelagem óptica baseada no Six-Flux Model, que revelou que o material absorve quase sete vezes mais fótons na região do visível do que na faixa ultravioleta, reforçando seu potencial para aplicações sustentáveis movidas a energia solar.

O artigo Solar-responsive Zr-MOF/Ag_₄P_₂O_₇ heterostructures for sustainable photocatalytic degradation of emerging water contaminants pode ser lido em: advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsu.202501297.

* Com informações da Assessoria de Imprensa do CDMF.