Con la esperanza de limitar los desastrosos efectos ambientales de los derrames masivos de petróleo, los científicos de materiales de la Universidad de Drexel y la Universidad de Deakin, en Australia, se han unido para fabricar y probar un nuevo material, llamado nanocapa de nitruro de boro, que puede absorber hasta 33multiplicado por su peso en aceites y solventes orgánicos, un rasgo que podría convertirlo en una tecnología importante para mitigar rápidamente estos costosos accidentes.
El material, que literalmente absorbe el aceite como una esponja, es el resultado del apoyo del Consejo de Investigación Australiano y ahora está listo para ser probado por la industria después de dos años de refinamiento en el laboratorio del Instituto de Materiales Fronterizos IFM de Deakin.
Alfred Deakin Profesor Ying Ian Chen, PhD, autor principal de un artículo, publicado recientemente en Comunicaciones de la naturaleza dijo que el material es el avance más emocionante en la tecnología de remediación de derrames de petróleo en décadas.
"Los derrames de petróleo son un problema global y causan estragos en nuestros ecosistemas acuáticos, sin mencionar que cuestan miles de millones de dólares en daños", dijo Chen. "Todos recuerdan el desastre de la Costa del Golfo, pero aquí en Australia son un problema regular, yno solo en nuestras aguas. Los derrames de petróleo de camiones y otros vehículos pueden cerrar las autopistas durante todo un día, lo que nuevamente representa grandes pérdidas económicas ", dijo Chen.
El Consejo de Investigación de Australia apoyó el desarrollo de las nanohojas de nitruro de boro, porque, según Chen, los métodos actuales de limpieza de derrames de petróleo son ineficientes y poco sofisticados: toman demasiado tiempo y causan daños continuos y costosos.
La nanocapa está compuesta de escamas, que tienen un grosor de solo varios nanómetros una milmillonésima parte de un metro con pequeños agujeros. Esta forma permite que la nanocapa aumente, de hecho, su área de superficie por gramo al tamaño de cinco ymedia cancha de tenis.
Según el autor principal, Weiwei Lei, PhD, un científico de IFM y un Adjudicatario de Investigación de Descubrimiento de Carrera Temprana del Consejo de Investigación Australiano, convertir el polvo en una esponja fue un gran desafío, pero un paso esencial en el proceso.
"En 2013 desarrollamos la primera etapa del material, pero era simplemente un polvo. Este polvo tenía capacidad de absorción, pero no puede simplemente arrojar polvo sobre el aceite; necesita poder unir ese polvo a una esponja, por lo queque podemos absorber el aceite y también separarlo del agua ", dijo Wei." Los poros en las nanocapas proporcionan el área de superficie para absorber aceites y solventes orgánicos hasta 33 veces su propio peso ".
Los investigadores de la Facultad de Ingeniería de Drexel ayudaron a estudiar y funcionalizar el material, que comenzó como polvo de nitruro de boro, comúnmente llamado "grafito blanco". Al formar el polvo en láminas atómicamente delgadas, el material podría convertirse en una esponja.
"La técnica mecanoquímica desarrollada significó que era posible producir soluciones coloidales acuosas estables de alta concentración de láminas de nitruro de boro, que luego podrían transformarse en aerogeles porosos ultraligeros y membranas para la limpieza del aceite", dijo Vadym Mochalin, PhD,coautor del artículo, que fue profesor asociado de investigación en Drexel mientras trabajaba en el proyecto, y ahora es profesor asociado en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri.
El equipo de Drexel usó modelos computacionales para ayudar a comprender los detalles íntimos de cómo se formó el material. En el proceso, el equipo aprendió que las nanohojas de nitruro de boro son resistentes a las llamas, lo que significa que también podrían encontrar aplicaciones en aislamiento eléctrico y térmico.
"Estamos encantados de que el apoyo del Consejo de Investigación de Australia nos haya permitido participar en este interesante estudio y podríamos ayudar a nuestros colegas de IFM a modelar y comprender mejor este maravilloso material", dijo Yury Gogotsi, PhD, profesor distinguido de la Universidad Distinguida y del Fideicomisarioen la Facultad de Ingeniería de Drexel y director del Instituto de Nanomateriales AJ Drexel.
El equipo de nanotecnología del Instituto de Materiales Fronterizos de Deakin ha estado trabajando en nanomateriales de nitruro de boro durante dos décadas y ha sido reconocido internacionalmente por su trabajo en el desarrollo de nanotubos y nanohojas de nitruro de boro. Este proyecto es el siguiente paso en la investigación continua del IFMpara descubrir nuevos usos para el material.
"Estamos muy emocionados de haber llegado finalmente a esta etapa después de dos años de tratar de encontrar la manera de convertir lo que sabíamos que era un buen material en algo que podría usarse prácticamente", dijo Chen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Drexel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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