Pesquisa avança na área de materiais porosos, destaque no Nobel de Química 2025

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Agência FAPESP* –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/Ag₄P₂O₇ 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.

<p><strong>Agência FAPESP</strong> * – 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.</p>

<p>O estudo contou com a participação de pesquisadores vinculados ao <strong><a href="https://bv.fapesp.br/pt/auxilios/58569/" target="_blank">Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais</a></strong> (<strong><a href="http://cdmf.org.br/" target="_blank">CDMF</a></strong>), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (<strong><a href="https://cepid.fapesp.br/" target="_blank">CEPID</a></strong>) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).</p>

<p>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 (<em>leia mais em: <a href="https://agencia.fapesp.br/56127" target="_blank"><strong>agencia.fapesp.br/56127</strong></a></em>). 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.</p>

<p>A pesquisa dos brasileiros foi <strong><a href="https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsu.202501297" target="_blank">publicada</a></strong> na <em>Advanced Sustainable Systems</em>. 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.</p>

<p>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 <em>Six-Flux Model</em>, 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.</p>

<p>O artigo <em>Solar-responsive Zr-MOF/Ag<sub>₄</sub>P<sub>₂</sub>O<sub>₇</sub> heterostructures for sustainable photocatalytic degradation of emerging water contaminants</em> pode ser lido em: <a href="https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsu.202501297" target="_blank"><strong>advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsu.202501297</strong></a>.</p>

<p>* <em>Com informações da Assessoria de Imprensa do CDMF</em>.<br />
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