NanoEcoBuild - Conceitos baseados em nanotecnologia aplicados a superfícies de materiais de construção inovadoras e eco-sustentáveis

resumo

Instituição proponente: Universidade do Minho(UM)

Investigador Responsável do projeto: Professor Joaquim A.S.A. Carneiro

Instituição Participante: Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG)

Investigadora responsável pelos trabalhos no LNEG: Doutora Clarisse Nunes


Quando o NOx participa em reacções químicas na atmosfera, pode originar a formação de ácido nítrico e nitratos orgânicos. Estes, em combinação com gases do tipo SOx contribuem negativamente para a ocorrência de fenómenos com elevado impacto ambiental (formação de chuvas ácidas, entre outros).

A utilização de revestimentos nanoestruturados, com capacidades fotocatalíticas e a combinação de partículas nanoestruturadas (com capacidade autolimpante e apetência para fotodegradar o NOx), com misturas betuminosas terá um elevado impacto em determinados nichos de mercado da indústria da construção civil.

Alguns semicondutores quando expostos à acção da radiação ultra violeta (UV), atuam como catalisadores promovendo a fotodecomposição de moléculas orgânicas adsorvidas à superfície. Materiais como o TiO2, ZnO e WO3 podem ser combinados com materiais de construção tradicionais para minimizar a poluição atmosférica. No entanto, este trabalho centrar-se-á apenas na utilização e incorporação de TiO2 na medida em que se afigura como o candidato ideal para aplicações industriais devido à sua baixa toxicidade, estabilidade química e disponibilidade na crosta terrestre.

No âmbito das aplicações adstritas à indústria da construção civil, a activação da superfície de pavimentos betuminosos rodoviários através da deposição de partículas TiO2, permitirá a despoluição do ar e a redução da sujidade adsorvida nestas superfícies.

Quando sujeito à acção da radiação (UV), o TiO2 é um material que consegue promover o efeito fotocatalítico e por conseguinte torna-se capaz de reagir com o NOx do ar e converte-lo em nitratos que são posteriormente arrastados pela água da chuva.

Este projecto tem como objectivo geral o desenvolvimento de elementos construtivos que se enquadrem no conceito de desenvolvimento sustentável.

Será estudado e desenvolvido o processo de fabricação de formulações para pavimentos rodoviários com propriedades capazes de simultaneamente minimizarem e/ou combaterem a poluição atmosférica e de induzirem o efeito autolimpante. Esta última função, traduz-se numa acção anti-derrapante, evitando possíveis acidentes devido, à combinação das primeiras chuvas de Outono e óleos e outros compostos orgânicos adsorvidos nas superfícies.

Por outro lado, atualmente a comunidade científica depara-se com o desafio de identificar soluções pelas quais seja possível aumentar a sensibilidade espectral do TiO2 para a região visível do espectro electromagnético (EM).

Neste contexto, a equipa de investigação propõe desenvolver uma solução que consiste em efectuar a dopagem de nanopartículas (para a matriz betuminosa) e das nanocolunas (nos filmes finos) de TiO2 com elementos de transição, de modo a conseguir que parte da energia seja também absorvida na região visível do EM, e assim aumentar a eficiência do processo fotocatalítico.

A conjugação da experiência da equipa do Laboratório Nacional de Energia e Gelogia (LNEG) na deposições por pulverização catódica em magnetrão de filmes finos de TiO2 nanoestruturados e na avaliação do seu efeito fotocatalítico, com a experiência da equipa de investigação da Universidade do Minho com elevado know-how no que concerne à pulverização catódica em magnetrão de filmes finos de TiO2 em substratos de vidro e polímeros, envolvendo processos de dopagem com elementos de transição, afim de aumentar a sua selectividade espectral, permitirá que os conhecimentos detidos e desenvolvidos no âmbito da ciência fundamental e experimental sejam materializados numa importante aplicação tecnológica. Deste modo, é espectável que o grupo de investigadores que integram este projecto desenvolva revestimentos com elevada capacidade fotocatalítica, na forma de filmes finos nanoestruturados e também na forma de novos pavimentos rodoviários (conceito de estradas do futuro) com capacidade multifuncional. A promoção deste tipo de estratégias eco-sustentáveis visa a minimização dos impactos ambientais que decorrem da poluição atmosférica.

 

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