Este material se repara a sí solo, pero al hacerlo además reduce los niveles de CO2

Chismorrea con tus amigos

[et_pb_section admin_label=»section»][et_pb_row admin_label=»row»][et_pb_column type=»4_4″][et_pb_text admin_label=»Texto» background_layout=»light» text_orientation=»left» text_font_size=»14″ use_border_color=»off» border_color=»#ffffff» border_style=»solid»]

Un grupo de investigadores del MIT ha desarrollado un nuevo materialque puede recolectar el dióxido de carbono del aire y utilizarlo para reforzar su estructura o autorepararse.

Este compuesto combina diversos elementos con un componente clave: los mismos cloroplastos de las plantas, que precisamente se encargan de catalizar la luz durante la fotosíntesis. Estos elementos son claves para un proceso sorprendente y que además ayudaría a reducir los niveles de dióxido de carbono de la atmósfera.

El dióxido de carbono no tiene por qué ser una carga

Michael Strano, uno de los autores del estudio, explicaba el logro: «imaginad un material sintético que pudiera crecer como los árboles, recolectando el carbono del dióxido de carbono e incorporándolo a la columna vertebral de ese material».

Gracias a ese proceso el material no solo elimina el carbono del aire, sino que la superficie fabricada con él se repara a sí misma tras posibles grietas o arañazos.

Para estos ingenieros «nuestro trabajo muestra cómo el dióxido de carbono puede no ser simplemente una carga«. Su aplicación por ejemplo como capa protectora autorreparable se une a su teórica facilidad de transporte: se podría enviar en formato líquido para luego servir para luego formar parte de paneles en una construcción al solidificarse.

                                                     DATOS /  MIT

Tomando una página de las plantas verdes, el nuevo polímero «crece» a través de una reacción química con dióxido de carbono.

David L. Chandler | MIT News Office
11 de octubre de 2018.

Un material diseñado por los ingenieros químicos del MIT puede reaccionar con el dióxido de carbono del aire para crecer, fortalecerse e incluso repararse a sí mismo. El polímero, que algún día podría usarse como material de construcción o reparación o para recubrimientos protectores, convierte continuamente el gas de efecto invernadero en un material a base de carbono que se refuerza a sí mismo.

La versión actual del nuevo material es una sustancia sintética similar a un gel que realiza un proceso químico similar a la forma en que las plantas incorporan el dióxido de carbono del aire en sus tejidos en crecimiento. El material podría, por ejemplo, convertirse en paneles de una matriz liviana que podría enviarse a un sitio de construcción, donde se endurecerían y solidificarían solo por la exposición al aire y la luz solar, ahorrando así la energía y el costo de transporte.

El hallazgo se describe en un artículo en la revista Advanced Materials , por el profesor Michael Strano, postdoctorado Seon-Yeong Kwak, y otros ocho en el MIT y en la Universidad de California en Riverside

«Este es un concepto completamente nuevo en la ciencia de los materiales», dice Strano, profesor de Ingeniería Química Carbon C. Dubbs. «Lo que llamamos materiales fijadores de carbono aún no existen hoy en día» fuera del ámbito biológico, dice, describiendo materiales que pueden transformar el dióxido de carbono en el aire ambiente en una forma sólida y estable, utilizando solo el poder de la luz solar, solo como hacen las plantas

El desarrollo de un material sintético que no solo evita el uso de combustibles fósiles para su creación, sino que en realidad consume dióxido de carbono del aire, tiene beneficios evidentes para el medio ambiente y el clima, señalan los investigadores. «Imagine un material sintético que pueda crecer como árboles, tomando el carbono del dióxido de carbono e incorporándolo a la columna vertebral del material», dice Strano.

El material que el equipo usó en estos experimentos iniciales de prueba de concepto hizo uso de un componente biológico: los cloroplastos, los componentes de aprovechamiento de la luz dentro de las células vegetales, que los investigadores obtuvieron de las hojas de espinaca. Los cloroplastos no están vivos, pero catalizan la reacción del dióxido de carbono a la glucosa. Los cloroplastos aislados son bastante inestables, lo que significa que tienden a dejar de funcionar después de unas horas cuando se retiran de la planta. En su artículo, Strano y sus colaboradores demuestran métodos para aumentar significativamente la vida catalítica de los cloroplastos extraídos. En el trabajo en curso y futuro, el cloroplasto está siendo reemplazado por catalizadores que no son de origen biológico, explica Strano.

El material utilizado por los investigadores, una matriz de gel compuesta de un polímero hecho de metacrilamida de aminopropilo (APMA) y glucosa, una enzima llamada glucosa oxidasa y cloroplastos, se vuelve más fuerte a medida que incorpora el carbono. Los investigadores señalan que aún no es lo suficientemente resistente como para ser utilizado como material de construcción, aunque podría funcionar como relleno de grietas o material de recubrimiento.

El equipo ha desarrollado métodos para producir materiales de este tipo por tonelada, y ahora se está enfocando en optimizar las propiedades del material. Las aplicaciones comerciales como los recubrimientos de autocuración y el relleno de grietas se pueden realizar en el corto plazo, dicen, mientras que se necesitan avances adicionales en la química de la columna vertebral y la ciencia de los materiales antes de que se puedan desarrollar materiales de construcción y materiales compuestos.

Una de las ventajas clave de estos materiales es que se repararían por sí solos después de la exposición a la luz solar o algo de iluminación interior, dice Strano. Si la superficie está rayada o agrietada, el área afectada crece para llenar los huecos y reparar el daño, sin requerir ninguna acción externa.

Si bien ha habido un esfuerzo generalizado para desarrollar materiales de autocuración que puedan imitar esta capacidad de los organismos biológicos, según los investigadores, todos ellos han requerido una entrada externa activa para funcionar. Calentamiento, luz UV, estrés mecánico o tratamiento químico fueron necesarios para activar el proceso. En contraste, estos materiales no necesitan más que luz ambiental, e incorporan masa de carbono en la atmósfera, que es ubicua.

El material comienza como un líquido, dice Kwak, agregando que «es emocionante verlo cuando comienza a crecer y agruparse» en una forma sólida.

«La ciencia de los materiales nunca ha producido algo como esto», dice Strano. «Estos materiales imitan algunos aspectos de algo que vive, aunque no se está reproduciendo». Debido a que el hallazgo abre una amplia gama de posibles investigaciones de seguimiento, el Departamento de Energía de EE. UU. Está patrocinando un nuevo programa dirigido por Strano para desarrollarlo aún más.

«Nuestro trabajo muestra que el dióxido de carbono no tiene que ser simplemente una carga y un costo», dice Strano. “También es una oportunidad en este sentido. Hay carbono por todas partes. Construimos el mundo con carbono. Los humanos están hechos de carbono. Hacer un material que pueda acceder al abundante carbono que nos rodea es una oportunidad importante para la ciencia de los materiales. De esta manera, nuestro trabajo consiste en hacer materiales que no solo sean neutros en carbono, sino también en carbono negativo «.

El equipo de investigación incluyó a Juan Pablo Giraldo en UC Riverside, y Tedrick Lew, Min Hao Wong, Pingwei Liu, Yun Jung Yang, Volodomyr Koman, Melissa McGee y Bradley Olsen en el MIT. El trabajo fue apoyado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos.

[/et_pb_text][/et_pb_column][/et_pb_row][/et_pb_section]

Chismorrea con tus amigos

Deja un comentario