O despejo acidental de óleo nos oceanos tem ocasionado incontáveis…

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 ($\text{SiO}_2$), 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

GABARITO: A

O dispositivo apresentado baseia-se na tecnologia de deposição de camadas (layer-by-layer) para criar um revestimento com propriedades específicas. A imagem mostra que a última camada, que fica em contato direto com a mistura óleo-água, é um surfactante dotado de cadeias carbônicas perfluoradas. Na química de interfaces, grupos funcionais contendo flúor reduzem drasticamente a energia livre superficial, tornando o material extremamente repelente a óleos (propriedade conhecida como superoleofobicidade). Como essa é a interface externa do filtro, o óleo é impedido de penetrar na estrutura, ficando retido na superfície do surfactante enquanto a água pode ser separada.

• Correta. O surfactante é a camada funcional externa (camada 5). Devido à baixa afinidade das cadeias fluoradas com o óleo, ocorre uma repulsão intermolecular que retém o óleo na superfície do dispositivo.
• Incorreta. O aluno identifica a camada imediatamente abaixo da interface ao subtrair a camada superficial da contagem total: $5 - 1 = 4$. Ao obter o valor 4, ele seleciona a camada superior de polímero, ignorando que o surfactante atua como a primeira barreira de contato.
• Incorreta. O aluno supõe que a retenção ocorre no centro da estrutura através do cálculo da média das camadas: $(1 + 5) / 2 = 3$. Com o resultado 3, ele escolhe as nanopartículas de sílica, confundindo o suporte estrutural com a barreira química oleofóbica.
• Incorreta. O aluno inverte a lógica de penetração do fluido, contando as camadas a partir da base metálica: $1 + 1 = 2$. Ao chegar ao valor 2, ele marca a camada inferior de polímero, o que pressuporia que o óleo já atravessou a maior parte do revestimento.
• Incorreta. O aluno foca exclusivamente no primeiro componente do dispositivo: $1$. Ele ignora o efeito químico das camadas de revestimento e acredita que a malha de aço exerce sozinha o papel de filtro por restrição física.