Los científicos de materiales de la Universidad de Rice han creado una espuma ligera a partir de láminas bidimensionales de nitruro de boro hexagonal h-BN que absorbe dióxido de carbono.
Descubrieron que el h-BN liofilizado lo convirtió en una espuma a escala macro que se desintegra en líquidos. Pero al agregar un poco de alcohol polivinílico PVA a la mezcla, se transformó en un material mucho más robusto y útil.
La espuma es altamente porosa y sus propiedades pueden ajustarse para su uso en filtros de aire y como materiales de absorción de gases, según los investigadores del laboratorio de arroz del científico de materiales Pulickel Ajayan.
Su trabajo aparece en la revista American Chemical Society ACS Nano .
El alcohol polivinílico sirve como pegamento. Mezclado en una solución con copos de h-BN, une las uniones a medida que las láminas microscópicas se organizan en una red cuando se liofilizan. El proceso de un solo paso es escalable, dijeron los investigadores.
"Incluso una cantidad muy pequeña de PVA funciona", dijo el coautor e investigador postdoctoral de Rice Chandra Sekhar Tiwary. "Ayuda a endurecer la espuma al pegar las interconexiones entre las hojas h-BN, y al mismo tiempo,apenas cambia la superficie ".
En las simulaciones de dinámica molecular, la espuma adsorbió el 340 por ciento de su propio peso en dióxido de carbono. El gas de efecto invernadero se puede evaporar del material, que se puede reutilizar repetidamente, dijo Tiwary. Las pruebas de compresión mostraron que la espuma se endureció durante 2,000 ciclostambién.
Y cuando se recubre con PDMS, otro polímero, la espuma se convierte en un escudo eficaz contra los láseres que podrían usarse en aplicaciones biomédicas, electrónicas y otras, dijo.
En última instancia, los investigadores quieren obtener el control sobre el tamaño de los poros del material para aplicaciones específicas, como separar el aceite del agua. Simulaciones realizadas por el coautor Cristiano Woellner, investigador postdoctoral conjunto en Rice y la Universidad Estatal de Campinas,Brasil, podría servir como guía para los experimentadores.
"Es importante unir experimentos y cálculos teóricos para ver la respuesta mecánica de este compuesto", dijo Woellner. "De esta manera, los experimentadores verán de antemano cómo pueden mejorar el sistema".
El estudiante graduado de Rice Peter Owuor es el autor principal del artículo. Los coautores son Ok-Kyung Park, investigador visitante en Rice e investigador postdoctoral en la Universidad Nacional de Chonbuk, República de Corea; los investigadores posdoctorales de Rice Almaz Jalilov y Rodrigo Villegas Salvatierray los estudiantes graduados Luong Xuan Duy, Sandhya Susarla y Jarin Joyner; el ex alumno de Rice Sehmus Ozden, ahora becario postdoctoral en el Laboratorio Nacional de Los Alamos; Robert Vajtai, miembro de la facultad senior en Rice; Jun Lou, profesor de Rice de ciencia de materiales y nanoingeniería;y James Tour, presidente de Rice en TT y WF Chao en química, así como profesor de informática y ciencia de materiales y nanoingeniería, y el profesor Douglas Galvão de la Universidad Estatal de Campinas. Ajayan es presidente del Departamento de Ciencia de Materiales y Nanoingeniería de Rice,Benjamin M. y Mary Greenwood Anderson, profesora de ingeniería y profesora de química.
La Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea y su Iniciativa de Investigación Universitaria Multidisciplinaria financiaron la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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