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Un nuevo material desarrollado en la Universidad de Limerick (Irlanda) tiene la capacidad de capturar sustancias químicas tóxicas del aire.
El material es capaz de capturar pequeñas cantidades de benceno, un contaminante tóxico, del aire y, de manera crucial, utiliza menos energía que los materiales existentes para hacerlo, según los investigadores.
El material poroso similar a una esponja podría revolucionar la consecución de aire limpio y tener un impacto significativo en la batalla contra el cambio climático, creen los investigadores.
Los compuestos orgánicos volátiles (COV), incluido el benceno, son una clase de contaminantes tóxicos que causan graves problemas ambientales y de salud. Desarrollar tecnologías para eliminar el benceno del aire en concentraciones traza y hacerlo con una huella energética baja son desafíos que no se han 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 en un comunicado el profesor Michael Zaworotko, cuyo equipo dirigió el desarroll del nuevo material, presentado en Nature Materials.
«Estos materiales podrían regenerarse fácilmente bajo un calentamiento suave, lo que los convierte en candidatos para la purificación del aire y la remediación ambiental. Nuestros materiales pueden funcionar mucho mejor 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 Universida de Limerick, junto con colegas de las principales universidades de China, desarrollaron el nuevo material poroso que tiene una afinidad tan fuerte por el benceno que captura el químico tóxico incluso cuando está presente en solo 1 parte en 100.000.
Este material se parece al queso suizo porque está lleno de agujeros y son estos agujeros los que atraen las moléculas de benceno, según los investigadores.
En términos de energía, debido a que el proceso de captura se basa en enlaces físicos en lugar de químicos, la huella energética de captura y liberación es mucho menor que la de generaciones anteriores de materiales.
«Descomponer las mezclas de gases es difícil. Esto es especialmente cierto para los componentes menores que componen el aire, que incluyen el dióxido de carbono y el agua. Las propiedades de nuestro nuevo material muestran que la descomposición ya no es difícil para el benceno», explicó el profesor Zaworotko.
El trabajo anterior del laboratorio del profesor Zaworotko dio como resultado materiales líderes para la captura de carbono y la recolección de agua. El material captador de agua tiene propiedades tan favorables para captar y liberar agua de la atmósfera que ya se está utilizando en sistemas de deshumidificación.
El Dr. Xiang-Jing Kong explicó: «Basados en un diseño inteligente, nuestros materiales responden bien a los desafíos de relevancia tanto técnica como social, como la eliminación de rastros de benceno del aire. Esto es difícil para los materiales convencionales y, por lo tanto, resalta el encanto de los materiales porosos».
En general, estos resultados sugieren que una nueva generación de materiales porosos a medida del tipo inventado en Limerick puede permitir un enfoque general para la captura de sustancias químicas tóxicas del aire.
