Investigadores de la Universidad de Limerick, Irlanda, han desarrollado un nuevo material que tiene la capacidad de capturar sustancias químicas tóxicas del aire.
El material es capaz de capturar pequeñas cantidades de benceno, un contaminante tóxico, del aire y, de manera crucial, utiliza menos energía que los materiales existentes para hacerlo, según los investigadores.
El material poroso similar a una esponja podría revolucionar la búsqueda de aire limpio y tener un impacto significativo en la batalla contra el cambio climático, creen los investigadores.
El profesor Michael Zaworotko, presidente de Bernal de Crystal Engineering and Science Foundation of Ireland, profesor de investigación en el Instituto Bernal de la Universidad de Limerick, y sus colegas desarrollaron el nuevo material, cuyos hallazgos se informaron en la prestigiosa revista Nature Materials.
Los compuestos orgánicos volátiles (COV), incluido el benceno, son una clase de contaminantes tóxicos que causan graves problemas ambientales y de salud. Desarrollar tecnologías para eliminar el benceno del aire en concentraciones traza y hacerlo con una huella de energía baja son desafíos que no se han superado hasta ahora.
«Se ha desarrollado una familia de materiales porosos, como una esponja, para capturar el vapor de benceno del aire contaminado y producir una corriente de aire limpio durante un largo tiempo de trabajo», explicó el profesor Zaworotko.
«Estos materiales podrían regenerarse fácilmente bajo un calentamiento suave, lo que los convierte en candidatos para la purificación del aire y la remediación ambiental.
«Nuestros materiales pueden funcionar mucho mejor tanto en sensibilidad como en tiempo de trabajo que los materiales tradicionales».
El profesor Zaworotko y el Dr. Xiang-Jing Kong del Departamento de Ciencias Químicas de la UL, junto con colegas de las principales universidades de China, desarrollaron el nuevo material poroso que tiene una afinidad tan fuerte por el benceno que captura el químico tóxico incluso cuando está presente a solo 1 parte en 100.000.
Este material se parece al queso suizo porque está lleno de agujeros y son estos agujeros los que atraen las moléculas de benceno, según los investigadores.
En términos de energía, debido a que el proceso de captura se basa en enlaces físicos en lugar de químicos, la huella energética de captura y liberación es mucho menor que la de generaciones anteriores de materiales.
«Descomponer las mezclas de gases es difícil. Esto es especialmente cierto para los componentes menores que componen el aire, que incluyen el dióxido de carbono y el agua. Las propiedades de nuestro nuevo material muestran que la descomposición ya no es difícil para el benceno», explicó. Profesor Zaworotko.
El trabajo anterior del laboratorio del profesor Zaworotko dio como resultado materiales líderes para la captura de carbono y la recolección de agua. El material captador de agua tiene propiedades tan favorables para captar y liberar agua de la atmósfera que ya se está utilizando en sistemas de deshumidificación.
El Dr. Xiang-Jing Kong explicó: «Basados en un diseño inteligente, nuestros materiales responden bien a los desafíos de relevancia tanto técnica como social, como la eliminación de trazas de benceno del aire. Esto es difícil para los materiales convencionales y, por lo tanto, resalta el encanto de los materiales porosos. .»
En general, estos resultados sugieren que una nueva generación de materiales porosos a medida del tipo inventado en UL puede permitir un enfoque general para la captura de sustancias químicas tóxicas del aire.
«Los isómeros aromáticos son difíciles de separar en sus mezclas con los métodos tradicionales, que siempre consumen mucha energía», explicó el Dr. Xiang-Jing Kong.
«Esta investigación abrió posibilidades para diseñar materiales porosos para la separación eficiente de estos productos químicos con un bajo consumo de energía, así como para la eliminación de otros contaminantes del aire».
El estudio fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación y la Fundación de Ciencias de Irlanda.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Limerick. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
