Linda pedra preciosa pode capturar resíduos nucleares

Embora existam muitos minerais por aí, nós, humanos, tendemos a ter alguns favoritos. E esses tendem a se enquadrar em duas categorias básicas: há os bonitos que brilham ou reluzem. E há os úteis, que, graças a alguma propriedade específica do material, podemos usar para facilitar nossas vidas. Mas há alguns raros, como a sodalita, uma bela rocha azul, amplamente usada como gema e em objetos ornamentais, que se encaixam em ambos os lados.

A sodalita é encontrada em todos os lugares, desde os corredores de uma mansão real britânica até fábricas de processamento químico. E pode até ser a chave para limpar parte da nossa poluição, o que significa que pode tornar o nosso mundo mais bonito também.

Em 1901, a Princesa de Gales, que mais tarde se tornaria a Rainha Mary, esposa do Rei George V da Inglaterra, recebeu um pedaço de sodalita de uma pedreira em Ontário. Era uma massa colorida de pequenos cristais azul-royal, com listras brancas.

A princesa ficou tão encantada com a pedra que imediatamente encomendou algumas em grandes quantidades para decorar sua suntuosa residência, Casa Marlborough, em Londres.

Os proprietários batizaram sua pedreira de "Pedreira da Princesa Sodalita" em homenagem, ou talvez apenas para lucrar com, o interesse da realeza. E embora a sodalita seja valiosa como pedra ornamental, na verdade não é tão rara.

É um mineral de silicato, parente do quartzo e do feldspato, mas também contém sódio em sua estrutura, daí o nome: sódio, sodalita, você entendeu.

A sodalita se forma em uma ampla gama de ambientes ígneos e metamórficos, normalmente quando não há muita sílica por perto. Na maioria das vezes, é encontrada como massas policristalinas coloridas, como as da Pedreira da Princesa Sodalita, mas ocasionalmente também é possível encontrar cristais individuais.

Existem alguns cristais transparentes ou esbranquiçados encontrados perto do Monte Vesúvio, na Itália. E uma forma rara de sodalita chamada hackmanita pode até mudar de cor quando exposta a certos tipos de luz UV! Então, a sodalita pode ser bonita de várias maneiras.

Mas ela também tem muito mais a oferecer do que apenas a aparência, porque também é uma zeólita, mineral de silicato cristalino que possuem poros minúsculos. Tipo, o tamanho de moléculas individuais é minúsculo.

Elas recebem o nome da palavra grega para "pedra fervente" porque moléculas de água podem se alojar nesses poros e serem liberadas quando o mineral é aquecido, fazendo com que pareça que a própria rocha está fervendo.

Mas o tamanho e a disposição dos poros nas zeólitas também significam que elas podem agir como peneiras nanoscópicas, feitas para filtrar moléculas específicas. Daí vem seu outro nome criativo: peneiras moleculares.

E a estrutura cristalina da sodalita a torna a base ideal para uma zeólita. Na escala atômica, é assim que ela é construída: primeiro, você tem átomos de alumínio e silício, cada um ligado a quatro átomos de oxigênio, formando tetraedros em forma de pirâmides triangulares.

Esses tetraedros são então ligados uns aos outros pelos oxigênios de seus cantos, criando uma estrutura tridimensional semelhante a uma gaiola de pirâmides, todas unidas pelas pontas.

O formato dessa gaiola é como um octaedro com todas as suas pontas raspadas, deixando-o com oito faces hexagonais e seis faces quadradas, parecendo uma bola de futebol.

Essas gaiolas de cristal têm espaços abertos dentro e entre elas, onde os chamados átomos "hóspedes" podem se alojar. É isso que cria os poros da zeólita.

As gaiolas características da sodalita também são encontradas em muitas outras zeólitas naturais e artificiais. E sim, as zeólitas podem ser produzidas em laboratório.

Na verdade, hoje em dia, a maioria das zeólitas é artificial, já que os químicos podem projetar diferentes arranjos de gaiolas para criar o tamanho de poro perfeito para a tarefa em questão.

As gaiolas de sodalita estão entre as menores que você pode encontrar, com aproximadamente 2,5 angstrons de diâmetro, o que é cerca de duas vezes a largura de um átomo de hidrogênio. E dependendo de como essas gaiolas se encaixam, você pode obter poros de até 10 angstrons de diâmetro ou mais.

O fato de suas estruturas poderem ser tão facilmente manipuladas, bem como o fato de os poros terem aproximadamente o mesmo tamanho de átomos e moléculas, significa que as zeólitas com gaiolas de sodalita se tornaram realmente valiosas para a química industrial.

Elas são usadas como trocadores iônicos em produtos como amaciantes de água e detergentes para roupas, retendo cálcio e magnésio dentro dos poros e impedindo que precipitem como calcário.

Você também pode usá-las como catalisadores para acelerar reações químicas, como a conversão de etanol em gasolina.

O tamanho certo de poro pode capturar uma molécula escolhida e mantê-la no lugar enquanto ocorrem reações químicas, como cortar as unhas de um cachorro, que fica mais fácil se houver uma segunda pessoa por perto para segurá-lo.

O mesmo vale para gatos: é muito difícil cortar as unhas de um gato. Falando em gatos, seu gato provavelmente também passa muito tempo perto de zeólitas, já que elas são ótimas para absorver líquidos e, portanto, são um ingrediente comum em areia para gatos.

As zeólitas também desempenham um papel importante na redução do impacto humano no meio ambiente. Por exemplo, algumas zeólitas foram criadas para absorver seletivamente o metano das emissões da mineração.

O metano é um gás de efeito estufa particularmente potente, portanto, ao removê-lo, podemos ajudar a limitar o aquecimento global que o planeta sofre.

As zeólitas também podem ser essenciais para criar melhores soluções de armazenamento de energia. Elas são ótimas para reter átomos de hidrogênio notoriamente leves, o que impede que eles escapem de células de combustível de hidrogênio limpas.

E estão sendo utilizadas para apoiar outra fonte de energia neutra em carbono, ajudando a processar resíduos nucleares radioativos.

Em usinas nucleares, o combustível nuclear usado pode ser armazenado por curto prazo em tanques de armazenamento, o que geralmente é aceitável. Mas alguns dos produtos da fissão são solúveis e, se você não tomar cuidado, essa contaminação pode se dissipar com o tempo.

Mas quando zeólitas são adicionadas aos tanques, os poros retêm os produtos da fissão, e o material em pó pode ser prensado em um bloco sólido, selando os poros e reduzindo o risco radioativo.

Além disso, no caso de acidentes nucleares raros, mas devastadores, as zeólitas podem ajudar nos esforços de limpeza. Por exemplo, quando zeólitas foram adicionadas à água e ao solo contaminados após Chernobyl e Fukushima, elas reduziram a concentração de nuclídeos radioativos em até mil vezes.

Não é sempre que se encontra uma pedra preciosa que seja agradável aos olhos e a base de grande parte da indústria moderna e futura, mas a sodalita é um desses minerais heróis.