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| Jeff Fitlow/Rice University |
Algo muy esperado
Los científicos han desarrollado una nueva técnica para convertir casi cualquier basura a base de carbono, desde cáscaras de plátano hasta neumáticos para automóviles, en hojuelas de grafeno, un proceso que puede proporcionar impactos ambientales muy positivos.La técnica de 'flash graphene' es rápida y barata, e implica calentar productos de desecho a 3.000 Kelvin (2.727 grados Celsius o 4.940 grados Fahrenheit). Eso rompe los enlaces de carbono dentro de los materiales objetivo, que luego se reconstruyen como grafeno en solo milisegundos.
Esto no solo nos brinda formas de utilizar los desechos que de otro modo se tirarían a la basura, sino que es una forma eficiente y económica de producir grafeno, que luego se puede usar de varias maneras ecológicas.
"Esto es un gran problema", dice el químico James Tour de la Universidad de Rice. "El mundo arroja del 30 al 40 por ciento de todos los alimentos, porque se descompone y los desechos plásticos son una preocupación mundial".
"Ya hemos demostrado que cualquier materia sólida a base de carbono, incluidos los desechos plásticos mezclados y los neumáticos de goma, pueden convertirse en grafeno".
Los procesos existentes que producen grafeno dan como resultado grafeno de baja calidad o grafeno de alta calidad en bajos volúmenes. Aquí, los científicos han podido desarrollar una técnica que obtiene una cantidad decente de las cosas buenas, en un tiempo más rápido y a un costo menor.
En el centro de la operación hay un método conocido como calentamiento Joule, donde se utiliza una sacudida rápida de electricidad para generar calor intenso. Es un proceso que los científicos han utilizado previamente para crear nanopartículas metálicas.
Si el grafeno se puede generar a bajo costo, eso significa que se puede usar en más lugares, para ayudar en la producción de automóviles o ropa, por ejemplo, o en cemento para unir concreto (un proceso responsable de alrededor del 8 por ciento del CO2 hecho por el hombre cada año).
"Al fortalecer el concreto con grafeno, podríamos usar menos concreto para la construcción, y costaría menos fabricarlo y transportarlo menos", dice Tour. "Básicamente, estamos atrapando gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano que los desechos alimenticios habrían emitido en los vertederos".
"Estamos convirtiendo esos carbonos en grafeno y agregando ese grafeno al concreto, reduciendo así la cantidad de dióxido de carbono generado en la fabricación de concreto. Es un escenario ambientalmente beneficioso para el uso de grafeno".
Sus potenciales aplicaciones son muy variadas
La técnica descrita podría ayudar a convertir materiales como desechos de alimentos, desechos plásticos, coque de petróleo, carbón, recortes de madera y biochar en grafeno valioso, dicen los investigadores. También debería ser relativamente fácil de ampliar.La clave es la temperatura: esencialmente acelera la evolución del carbono a su estado fundamental de grafito, pero también detiene esa evolución exactamente en el punto correcto para cosechar grafeno de alta calidad.
No se requieren solventes ni aditivos químicos para el proceso, y los elementos que no son de carbono se liberan como gas. Además, el proceso produce muy poco exceso de calor y el dispositivo que lo contiene está frío al tacto solo unos segundos después.
El grafeno ya ha demostrado su valía en una gran cantidad de aplicaciones, que abarcan la electrónica, la fabricación y la limpieza de contaminantes así como la desalinización del agua de mar para consumo humano. Ahora los científicos pueden fabricarlo a un costo menor, mientras reutilizan materiales que de otro modo se desperdiciarían.
"Convertir la basura en tesoro es clave para la economía circular", dice el científico de materiales Rouzbeh Shahsavari de la Universidad de Rice.
La investigación ha sido publicada en Nature.
Fuente: https://www.sciencealert.com/new-method-turns-virtually-any-carbon-containing-trash-into-high-quality-graphene