19.05.2022 - University of Limerick

Un nuevo material puede "capturar los contaminantes tóxicos del aire

El nuevo material es capaz de capturar trazas de benceno del aire y, sobre todo, utiliza menos energía que los materiales existentes para hacerlo

Investigadores de la Universidad de Limerick (Irlanda) han desarrollado un nuevo material capaz de capturar sustancias químicas tóxicas del aire.

Según los investigadores, el material es capaz de capturar trazas de benceno, un contaminante tóxico, del aire y, sobre todo, utilizar menos energía que los materiales existentes para hacerlo.

Los investigadores creen que este material poroso similar a una esponja podría revolucionar la búsqueda de aire limpio y tener un impacto significativo en la lucha contra el cambio climático.

El profesor Michael Zaworotko, titular de la Cátedra Bernal de Ingeniería de Cristales y profesor de investigación de la Fundación Científica de Irlanda en el Instituto Bernal de la Universidad de Limerick, y sus colegas desarrollaron el nuevo material, cuyos resultados se publican en la revista Nature Materials.

Los compuestos orgánicos volátiles (COV), incluido el benceno, son una clase de contaminantes tóxicos que causan graves problemas medioambientales y de salud. Desarrollar tecnologías para eliminar el benceno del aire en concentraciones mínimas y hacerlo con un bajo consumo de energía son dos retos que no se habían superado hasta ahora.

"Se ha desarrollado una familia de materiales porosos -como una esponja- para capturar el vapor de benceno del aire contaminado y producir una corriente de aire limpio durante un largo tiempo de trabajo", explicó el profesor Zaworotko.

"Estos materiales podrían regenerarse fácilmente con un calentamiento suave, lo que los convierte en candidatos para la purificación del aire y la recuperación del medio ambiente".

"Nuestros materiales pueden ser mucho mejores tanto en sensibilidad como en tiempo de trabajo que los materiales tradicionales".

El profesor Zaworotko y el Dr. Xiang-Jing Kong, del Departamento de Ciencias Químicas de la UL, junto con sus colegas de las principales universidades de China, desarrollaron el nuevo material poroso que tiene una afinidad tan fuerte por el benceno que captura el producto químico tóxico incluso cuando está presente en sólo 1 parte en 100.000.

Este material se parece a un queso suizo porque está lleno de agujeros y son éstos los que atraen las moléculas de benceno, según los investigadores.

En cuanto a la energía, como el proceso de captura se basa en la unión física y no en la química, la huella energética de la captura y la liberación es mucho menor que la de las generaciones anteriores de materiales.

"Romper las mezclas de gases es difícil. Esto es especialmente cierto en el caso de los componentes menores que componen el aire, que incluyen el dióxido de carbono y el agua. Las propiedades de nuestro nuevo material demuestran que ya no es difícil romper el benceno", explicó el profesor Zaworotko.

Trabajos anteriores del laboratorio del profesor Zaworotko dieron lugar a materiales punteros para la captura de carbono y la recogida de agua. El material de captación de agua tiene unas propiedades tan favorables para capturar y liberar agua de la atmósfera que ya se utiliza en sistemas de deshumidificación.

El Dr. Xiang-Jing Kong explicó: "Basados en un diseño inteligente, nuestros materiales son buenos para afrontar retos de relevancia tanto técnica como social, como la eliminación de trazas de benceno del aire. Esto es difícil para los materiales convencionales, por lo que destaca el encanto de los materiales porosos".

En general, estos resultados sugieren que una nueva generación de materiales porosos a medida del tipo inventado en la UL puede permitir un enfoque general para la captura de sustancias químicas tóxicas del aire.

"Los isómeros aromáticos son difíciles de separar en sus mezclas con los métodos tradicionales, que siempre consumen mucha energía", explicó el Dr. Xiang-Jing Kong.

"Esta investigación abrió las posibilidades de diseñar materiales porosos para la separación eficaz de estas sustancias químicas con un bajo aporte de energía, así como la eliminación de otras trazas de contaminantes del aire".

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