É possível fazer filtros de captura de dióxido de carbono usando impressão 3D

Esse processo de fabricação, usando impressão 3D, torna tudo mais rápido e preciso.

As emissões antropogênicas de CO2 no último meio século causaram um aumento abrupto nos níveis atmosféricos de CO2. Isso leva a um efeito estufa exacerbado e ao aquecimento global. Portanto, eliminar as emissões de CO2 de fontes pontuais significativas está entre as mitigações mais críticas para combater a crise das mudanças climáticas.

Em um estudo recente, cientistas da North Carolina State University mostraram que a impressão 3D pode ser usada para criar filtros de captura de dióxido de carbono. Eles criaram especificamente um material de hidrogel capaz de conter anidrase carbônica, uma enzima que acelera a conversão de dióxido de carbono e água em bicarbonato.

O principal autor do estudo, Jialong Shen, professor assistente de pesquisa de engenharia têxtil, química e ciência na Carolina do Norte, disse: "Este processo de fabricação, usando impressão 3D, torna tudo mais rápido e preciso. Você pode fazer este material funcional se tiver acesso para uma impressora e as matérias-primas."

Os cientistas misturaram uma solução contendo dois compostos orgânicos diferentes - ou a "tinta" de impressão - e uma enzima chamada anidrase carbônica. Eles então imprimiram filamentos semelhantes a fios do hidrogel em uma grade bidimensional. Ao mesmo tempo, eles solidificam a solução com luz ultravioleta à medida que ela é impressa.

O hidrogel foi projetado para ser extrudado em um filamento contínuo e mecanicamente robusto o suficiente para ser impresso em 3D. Nossas células, que contêm enzimas em áreas compartimentalizadas preenchidas por um fluido e preenchidas por um fluido, serviram de modelo para nosso projeto. Ambientes como esses são ideais para permitir a atividade enzimática.

A eficácia da coleta de carbono do filtro foi examinada e os cientistas também avaliaram as características do material para determinar o quão bem ele dobraria e torceria. Em um experimento de pequena escala, eles descobriram que o filtro reteve 24% do dióxido de carbono em uma combinação de gás. O filtro tinha menos de uma polegada (2 centímetros) de diâmetro. Ainda assim, ele pode ser maior e em outras formas modulares para empilhá-los em uma coluna alta, mesmo que a taxa de captura seja menor do que a obtida em projetos anteriores. Isso pode melhorar a eficácia da captura.

Shen disse: "Para obter uma taxa de captura mais alta, precisaríamos aumentar o diâmetro do filtro ou empilhar mais filtros uns sobre os outros. Não achamos que isso seja um problema; esse foi um teste inicial em uma pequena escala para facilidade de teste."

Quando se trata de durabilidade da filtração, o material atingiu 52% de seu desempenho inicial de captura de carbono após mais de 1.000 horas.

A autora co-correspondente do estudo, Sonja Salmon, professora associada de engenharia têxtil, química e ciência na NC State, disse: "Este trabalho ainda está em estágio inicial, mas nossas descobertas sugerem que existem novas maneiras de fabricar materiais para dispositivos de captura de carbono. Estamos oferecendo esperança para a captura de carbono."

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