Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu um material inovador com características semelhantes às cápsulas de proteína biológica, que pode revolucionar a purificação do ar e da água. Publicado na revista científica Nature, o estudo foi coordenado por Sir James Fraser Stoddart, ganhador do Prêmio Nobel de Química em 2016, que faleceu em 30 de dezembro de 2024.

A pesquisa internacional, liderada por cientistas da Universidades de Pádua, na Itália, e da Universidade de Hong Kong, na China, teve a participação de pesquisadores da Universidade Duke, da Universidade do Sul da Flórida, da Universidade Northwestern e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos EUA, e também de pesquisadores da Universidade Tianjin, da Universidade Anhui e da Universidade da Cidade de Hong Kong, na China.

Na pesquisa, cápsulas biológicas naturais, que armazenam e transportam substâncias essenciais, foram replicadas com sucesso em laboratório na forma de poliedros supramoleculares artificiais – chamados de cubos snub.

Esses novos materiais podem capturar e liberar poluentes de forma controlada, sob estímulo da luz. Os cubos snub podem acomodar várias pequenas moléculas hóspedes simultaneamente e encapsular duas moléculas hóspedes diferentes separadamente dentro de compartimentos exclusivos e distintos em suas estruturas.

O Dr. Luka Ðorđević, coautor da pesquisa e professor do Departamento de Ciências Químicas da Universidade de Pádua, explicou como a quiralidade das moléculas, propriedade que permite que objetos especulares se reconheçam e se automontem, foi fundamental para a preparação dessas cápsulas sintéticas: “Em nosso estudo, observamos como moléculas quirais podem reconhecer umas às outras e se automontar em cápsulas sintéticas medindo apenas alguns nanômetros. O tamanho da cápsula determina o que ela pode armazenar: criar poliedros a partir de objetos macroscópicos é muito fácil, mas produzir [materiais] nanoscópicos é extremamente complicado”.

O estudo mostrou que dimensões de apenas alguns nanômetros são suficientes para permitir o armazenamento de hidrocarbonetos como benzeno e ciclohexano, poluentes do ar e da água.

Os pesquisadores também estabeleceram um protocolo para construção de materiais cristalinos com propriedades mecânicas fotocontroláveis.

A geometria dos cubos snub influencia suas propriedades e potenciais aplicações, tornando-os uma ferramenta promissora no combate à poluição.

O desenvolvimento abre caminho para inúmeras aplicações, incluindo a purificação do ar e da água através do armazenamento de hidrocarbonetos.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a revista científica Nature (em inglês).

Acesse a notícia original completa na página da Universidade de Pádua (em italiano).