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O despejo acidental de óleo nos oceanos tem ocasionado incontáveis prejuízos à vida marinha e à economia de regiões costeiras. Métodos tradicionais de tratamento do despejo geram resíduos de difícil descarte e nem sempre são eficazes. Por isso, pesquisadores desenvolveram um filtro capaz de separar óleo e água. O dispositivo é montado sobre uma malha de aço com uma sequência de camadas. A primeira camada é formada por um polímero de carga positiva, a segunda é composta por nanopartículas de sílica (SiO), a terceira é formada pelo mesmo polímero e a última é um surfactante, conforme apresentado na figura.
Representação esquemática do dispositivo
BROWN, P. S.; BHUSHAN, B. Mechanically durable, superoleophobic
coatings prepared by layer-by-layer technique for anti-smudge
and oil-water separation. Scientific Reports,
v. 5, mar. 2015 (adaptado).
Na utilização desse dispositivo, a retenção do óleo ocorre
A no surfactante.
B na camada superior de polímero.
C nas nanopartículas de sílica.
D na camada inferior de polímero.
E na malha de aço.
Gabarito oficial
A
Caderno de referência do INEP.
O que a questão cobra
Química de superfícies: entender qual camada de um revestimento determina o comportamento do material diante de um líquido.
Resolução passo a passo
- Reconstrua a ordem das camadas descritas: sobre a malha de aço vem o polímero de carga positiva, depois as nanopartículas de sílica, depois o polímero de novo e, por último, o surfactante.
- Repare no detalhe decisivo: o surfactante é a última camada. Ele é a superfície externa — a primeira coisa que a mistura água-óleo encontra ao chegar ao filtro.
- As camadas de baixo cumprem papel estrutural: a sílica dá a rugosidade em escala nanométrica e o polímero fixa tudo à malha. Nenhuma delas entra em contato direto com o líquido.
- É o surfactante, ancorado sobre essa rugosidade, que torna a superfície superoleofóbica: o óleo é repelido logo na entrada e não atravessa o filtro, enquanto a água passa. A retenção ocorre no surfactante — alternativa A.
Alternativa por alternativa
- A
no surfactante.
Correta. O surfactante é a camada externa do dispositivo e é ele que confere o caráter superoleofóbico à superfície. O óleo é barrado logo no primeiro contato, antes de alcançar qualquer camada interna.
- B
na camada superior de polímero.
Errada. A camada superior de polímero está abaixo do surfactante. Sua função é ancorar o surfactante sobre as nanopartículas, não interagir com o óleo.
- C
nas nanopartículas de sílica.
Errada. As nanopartículas de sílica criam a rugosidade nanométrica que amplifica o efeito repelente. Elas são fundamentais para o funcionamento, mas ficam recobertas e não tocam o óleo.
- D
na camada inferior de polímero.
Errada. A camada inferior de polímero serve de adesivo entre a malha de aço e a sílica. É a camada mais interna do revestimento, longe da superfície de contato.
- E
na malha de aço.
Errada. A malha de aço é apenas o suporte mecânico sobre o qual todo o revestimento é montado. Se o óleo chegasse até ela, o filtro já teria falhado.