Um artigo científico publicado em 2025 na revista internacional Advanced Sustainable Systems coloca pesquisadores brasileiros na vanguarda de uma área reconhecida com o Prêmio Nobel de Química 2025: o desenvolvimento e a aplicação de estruturas metal-orgânicas (MOFs), materiais cristalinos porosos capazes de revolucionar tecnologias ambientais e energéticas.
Intitulado “Solar-Responsive Zr-MOF/Ag₄P₂O₇ Heterostructures for Sustainable Photocatalytic Degradation of Emerging Water Contaminants”, o estudo conta com a participação de pesquisadores vinculados ao CDMF e 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.
A pesquisa 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. Os laureados foram responsáveis por estabelecer os fundamentos das estruturas metal-orgânicas, materiais formados pela combinação de íons metálicos e ligantes orgânicos que se organizam em redes cristalinas altamente porosas — verdadeiras “salas de química” em escala molecular.
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 (Ag₄P₂O₇). 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 LC-MS 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.
Segundo o Comitê Nobel de Química, as estruturas metal-orgânicas “têm um enorme potencial, trazendo oportunidades anteriormente imprevistas para materiais feitos sob medida com novas funções”. Essa visão se materializa no estudo com participação do CDMF, que demonstra como o design racional de MOFs, princípio consolidado pelos laureados do Nobel, pode ser aplicado para enfrentar desafios globais, a exemplo da contaminação da água por resíduos farmacêuticos e industriais.
Além de aplicações diretas no tratamento sustentável de águas contaminadas, os autores ressaltam que os princípios apresentados estabelecem um modelo para o desenvolvimento de novos materiais multifuncionais, alinhados com a transição energética, a química verde e a mitigação de impactos ambientais — áreas estratégicas também priorizadas pelo CDMF.
O estudo reforça o protagonismo da pesquisa brasileira em um campo que hoje está no centro da química mundial, evidenciando como conceitos laureados com o Prêmio Nobel de Química 2025 estão sendo rapidamente traduzidos em soluções tecnológicas concretas para desafios globais.
CDMF
Com sede na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e dirigido pelo Prof. Dr. Elson Longo, o CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
