Mineral marciano produz componentes eletrônicos e hidrogênio limpo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/01/2024

As nanofitas de gesso formam estruturas parecidas com fitas chatas de macarrão.
[Imagem: University of Sussex]

Anidrita

Uma das abordagens mais promissoras pesquisadas pela NASA para produzir água para a futura colonização de Marte consiste na exploração do gesso marciano, que é desidratado para obter água para consumo humano ou para regar plantações.

Além da água, o processo produz um subproduto chamado anidrita, considerado resíduo nos processos estudados pela agência espacial.

Agora, porém, Cencen Wei e colegas da Universidade de Sussex, no Reino Unido, descobriram que a anidrita pode ser extremamente valiosa, podendo ser utilizada para gerar energia sustentável.

Utilizando recursos e técnicas atualmente aplicadas na Estação Espacial Internacional ou sendo desenvolvidos em laboratórios da NASA, a equipe estava investigando o potencial de nanomateriais - componentes incrivelmente pequenos, milhares de vezes menores que um fio de cabelo humano - para a produção de energia limpa e de materiais de construção em Marte.

"Este estudo mostra que o potencial para os nanomateriais é literalmente de outro mundo. Nosso estudo baseia-se em pesquisas recentes realizadas pela NASA e pega o que era considerado lixo, essencialmente pedaços de rocha, e os transforma em nanomateriais transformadores para uma gama de aplicações, desde a criação de hidrogênio combustível limpo ao desenvolvimento de um dispositivo eletrônico semelhante a um transístor e à criação de um aditivo para tecidos para aumentar a sua robustez.

"Isto abre caminhos para tecnologia sustentável - e construção - em Marte, mas também destaca o potencial mais amplo para avanços ecológicos aqui na Terra," disse o professor Conor Boland, coordenador da equipe.

O desempenho eletrônico e catalítico do material foi inesperado.
[Imagem: Cencen Wei et al. - 10.1002/adfm.202310600]

Eletrônicos e energia limpa

No caso específico do uso da anidrita, a equipe processou o derivado de gesso para produzir nanofitas, tiras pequenas e estreitas que deixam o material parecido com um prato de macarrão tagliatelle.

As nanofitas apresentam uma estrutura mesocristalina, com diferentes nanopartículas formando uma rede. Um tanto inesperadamente, as nanofitas de anidrita apresentaram propriedades eletrônicas notáveis, um hiato de banda (bandgap) que é facilmente ajustado entre comportamentos semicondutores (~2,2 eV) e isolantes (~4 eV). Isso significa que o material pode ser usado diretamente na fabricação de componentes eletrônicos, como transistores.

Além disso, as redes cristalinas das nanofitas apresentaram uma corrente elétrica modulada por luz e desempenho catalítico para a reação de evolução do hidrogênio, ambos em níveis que ultrapassaram muitos nanomateriais comumente aplicados nessas reações.

"Estamos otimistas quanto à viabilidade deste processo em Marte, uma vez que ele requer apenas materiais naturais - tudo o que utilizamos poderia, em teoria, ser replicado no planeta vermelho. Indiscutivelmente este é o objetivo mais importante para tornar uma colônia marciana sustentável desde o início," disse Boland.

Mas talvez não seja preciso esperar pelos primeiros assentamentos em Marte para tirar proveito do trabalho da equipe. Embora a produção de componentes eletrônicos em grande escala possa ser impraticável em Marte devido à falta de salas limpas e condições estéreis, as nanofitas de anidrita são promissoras para a produção de energia limpa aqui na Terra, onde o gesso já é largamente explorado e é muito barato.

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