Los catalizadores automotrices, entre otros, y los materiales para implantes dentales podrían volverse más robustos y fáciles de fabricar que nunca. Esto se debe a que los químicos en el Max-Planck-Institut für Kohlenforschung en Mülheim an der Ruhr han encontrado la manera de producir corindóntambién conocida como alfa-alúmina, una variante particularmente estable de alúmina, en forma de nanopartículas que utilizan mecanoquímica simple en un molino de bolas. Las partículas podrían usarse, entre otras cosas, como un material portador resistente en catalizadores automotrices o comomaterial de partida para cerámica particularmente dura. Una primera empresa industrial ya está trabajando en la producción a gran escala de nanocorundum utilizando el proceso de Mülheim.
En sus variantes más preciadas, el corindón forma rubíes y zafiros debido a los rastros de cromo, hierro o titanio. Sin embargo, los científicos materiales no están tan interesados en él como una piedra preciosa. Porque casi puede competir con el diamante en términos de dureza ytambién es extremadamente resistente al calor y a los productos químicos, el corindón se usa en catálisis y para implantes cerámicos en odontología, prótesis y herramientas de corte. Las cerámicas podrían hacerse aún más resistentes a la rotura si se produjeran a partir de nanopartículas de corindón. Tal proceso de fabricacióntambién requeriría menos energía. Las nanopartículas de corindón también podrían simplificar la construcción de catalizadores automotrices, cuyos componentes catalíticamente activos se volverían más estables. Hasta ahora, la industria automotriz ha estado utilizando una forma menos estable de alúmina en un proceso complejo.
Las nanopartículas de corindón harán que algunas reacciones sean más eficientes
El corindón en forma de nanopartículas es muy interesante para la industria química. "Hay informes de que los catalizadores con un material portador hecho de corindón funcionan de manera más eficiente para la producción de amoníaco", dice Ferdi Schüth, Director del Max-Planck-Institut fürKohlenforschung. "En otros procesos catalíticos, como la producción de combustibles sintéticos, la mayor estabilidad podría ser esencial". Por lo tanto, la forma de nanopartículas de corindón puede encontrar numerosas aplicaciones en el futuro porque ahora es fácilmente accesible a través del simple proceso mecanoquímico encontrado por elQuímicos de Mülheim.
Los investigadores pueden obtener un polvo de las nanopartículas de corindón simplemente moliendo trozos de boehmita, oxihidróxido de aluminio contenido en la bauxita de mineral que se encuentra con frecuencia, en un molino de bolas durante 3 horas y luego calentándolos brevemente. Hasta ahora, los químicos solo podíanproducen corindón a partir de otros óxidos o hidróxidos de aluminio si disparan los materiales de partida a temperaturas superiores a 1200 ° C o los presurizan a temperaturas más suaves de 500 ° C durante semanas. Sin embargo, especialmente después del tratamiento a alta temperatura, en lugar de nanopartículas, se formaron cristales más grandes.
"Descubrimos por casualidad que las nanopartículas de corindón se producen en un molino de bolas", dice Ferdi Schüth. Su equipo investigó si una reacción catalítica en un molino funciona mejor porque el catalizador siempre recibe una superficie fresca donde los reactivos pueden reunirseUtilizaron una alúmina blanda gamma-alúmina mezclada con partículas de oro como catalizador y siguieron el proceso en el molino de bolas con varios métodos analíticos. Se reveló que después de unas pocas horas, parte de la gamma-alúmina se había convertidoen corindón. Sin embargo, el corindón obtenido de esta forma a partir de gamma-alúmina tenía una nanocristalidad moderada ". Pero esto aumentó nuestras expectativas y luego investigamos sistemáticamente esto y probamos varias variantes de hidróxidos de alúmina y aluminio óxido como materiales de partida. Finalmente, nosotrosidentificó a la boehmita como un precursor particularmente interesante debido a su agua estructural ", dice Amol Amrute, uno de los científicos líderes en este proyecto.
Los clientes potenciales han expresado interés
Los químicos ahora pueden explicar por qué un proceso tan trivial como la molienda abre una ruta a un mineral que de otro modo solo se puede obtener en condiciones difíciles y ciertamente no en forma de nanopartículas. Los choques que el boehmita precursor experimenta en el molino proporcionan exactamentela energía mecánica que es necesaria para la conversión bastante compleja de la estructura de boehmita en corindón.
Los investigadores de Mülheim, que se especializan en el desarrollo de nuevos catalizadores, ahora están investigando cómo se usa el nanocorundum como material catalizador en diversas reacciones por ejemplo, en la producción de combustibles sintéticos. "No necesariamente esperamos una reacción completamente diferente", dice Ferdi Schüth. Sin embargo, debido a que el corindón es mucho más estable y, en forma de nanopartículas, puede acelerar algunas reacciones incluso más que las formas de alúmina utilizadas anteriormente. Las primeras empresas industriales se han dado cuenta del método simple para la síntesis denanopartículas de corindón. Los clientes potenciales ya han expresado interés, y actualmente se está desarrollando un proceso para producir grandes cantidades de corindón nanoparticulado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Max-Planck-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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