Papel desarrollado por el MIT
Una alfombra de nanohilos con el tacto y la apariencia del papel se puede convertir en una herramienta muy útil para limpiar el vertido de petróleo y otros productos contaminantes al medio ambiente. Eso es lo que piensan, al menos, los ingenieros del MIT que la han desarrollado.
En concreto han creado una membrana que es capaz de absorber 20 veces su peso en petróleo. Además, este nuevo material puede ser reciclado muchas veces para usos futuros y el petróleo que absorbe puede ser, asimismo, reutilizado. Estas “supertoallitas” de papel contribuirán a reducir el impacto de los vertidos de crudo en las playas. Se calcula que 200.000 toneladas de petróleo han terminado varadas en alguna playa del mundo desde que empezó la década.
“Lo que hemos descubierto es que podemos hacer “papel” a partir de una malla de nanohilos que es capaz de absorber selectivamente líquidos hidrofóbicos (como el petróleo) del agua, comenta Francesco Stellacci, que es profesor en el Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería del MIT, en declaraciones a MIT Tech Talk. Además de estas aplicaciones, el papel puede ayudar a filtrar y depurar agua.
Una de sus grandes ventajas es que será barato de fabricar porque los nanohilos que lo componen se producirán en grandes cantidades, a diferencia de otros nanomateriales.
Totalmente impermeable
Hay otros materiales en el mercado capaces de absorber petróleo, pero su nivel de selección no es equiparable con el de la tecnología ideada por el MIT. El nuevo material es totalmente impermeable al agua por lo que, cuando entra en contacto con una mezcla de agua y aceite, sólo absorbe el aceite.
“Nuestro material puede ser dejado en el agua dos o tres horas, y cuando se vuelve a recoger permanece completamente seco”, dice Stellacci. “Pero, al mismo tiempo, si el agua contiene algún contaminante hidrofóbico, será absorbido (por el papel)”.
Los nanohilos que lo componen son estables a altas temperaturas. Por ello, el petróleo “chupado” por el papel puede ser recogido simplemente calentando el papel hasta el punto de ebullición del petróleo. Entonces, el petróleo se evapora y es condensado para convertirlo de nuevo en líquido. El papel, mantiene sus cualidades y es reutilizable.
Dos propiedades clave hacen que este sistema funcione. En primer lugar, los nanohilos forman una alfombra (como de spaghetti) con muchos diminutos poros que tienen la habilidad de absorber líquidos. En segundo lugar, una cubierta repelente permite que el agua no penetre en la membrana. El petróleo, por el contrario, no se ve afectado por esta cubierta y atraviesa la membrana sin problemas.
El proceso de fabricación de la membrana ha sido muy parecido al que se usa para hacer las toallitas de cocina, dicen sus creadores.
En concreto han creado una membrana que es capaz de absorber 20 veces su peso en petróleo. Además, este nuevo material puede ser reciclado muchas veces para usos futuros y el petróleo que absorbe puede ser, asimismo, reutilizado. Estas “supertoallitas” de papel contribuirán a reducir el impacto de los vertidos de crudo en las playas. Se calcula que 200.000 toneladas de petróleo han terminado varadas en alguna playa del mundo desde que empezó la década.
“Lo que hemos descubierto es que podemos hacer “papel” a partir de una malla de nanohilos que es capaz de absorber selectivamente líquidos hidrofóbicos (como el petróleo) del agua, comenta Francesco Stellacci, que es profesor en el Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería del MIT, en declaraciones a MIT Tech Talk. Además de estas aplicaciones, el papel puede ayudar a filtrar y depurar agua.
Una de sus grandes ventajas es que será barato de fabricar porque los nanohilos que lo componen se producirán en grandes cantidades, a diferencia de otros nanomateriales.
Totalmente impermeable
Hay otros materiales en el mercado capaces de absorber petróleo, pero su nivel de selección no es equiparable con el de la tecnología ideada por el MIT. El nuevo material es totalmente impermeable al agua por lo que, cuando entra en contacto con una mezcla de agua y aceite, sólo absorbe el aceite.
“Nuestro material puede ser dejado en el agua dos o tres horas, y cuando se vuelve a recoger permanece completamente seco”, dice Stellacci. “Pero, al mismo tiempo, si el agua contiene algún contaminante hidrofóbico, será absorbido (por el papel)”.
Los nanohilos que lo componen son estables a altas temperaturas. Por ello, el petróleo “chupado” por el papel puede ser recogido simplemente calentando el papel hasta el punto de ebullición del petróleo. Entonces, el petróleo se evapora y es condensado para convertirlo de nuevo en líquido. El papel, mantiene sus cualidades y es reutilizable.
Dos propiedades clave hacen que este sistema funcione. En primer lugar, los nanohilos forman una alfombra (como de spaghetti) con muchos diminutos poros que tienen la habilidad de absorber líquidos. En segundo lugar, una cubierta repelente permite que el agua no penetre en la membrana. El petróleo, por el contrario, no se ve afectado por esta cubierta y atraviesa la membrana sin problemas.
El proceso de fabricación de la membrana ha sido muy parecido al que se usa para hacer las toallitas de cocina, dicen sus creadores.
Papel hecho con microfibras de celulosa
Papel como el acero
Esta investigación del MIT no es la única que últimamente ha creado un “papel” con propiedades poco corrientes. Investigadores del Royal Institute of Technology, en Estocolmo, han desarrollado un nanopapel que es tan fuerte como la acero y tan firme como el hueso. Este nanopapel es siete veces más resistente que un papel convencional y dos o tres veces más elástico. Según sus creadores, puede ser muy útil para fabricar material de paquetería, filtros, membranas e incluso determinadas partes de un avión.
Está hecho a partir de pulpa de celulosa, “un material abundante, por lo que hay potencial de sobra para producir nanofibras en grandes cantidades”, comenta Lars Berglung, que ha dirigido esta investigación, en declaraciones recogidas por la revista Technology Review .
La celulosa es uno de los polímeros más abundantes en la naturaleza. Las paredes de las células de las plantas están compuestas de múltiples hebras de celulosa unidas en fibras de entre 10 y 15 nanómetros de grosor. Para hacer un papel normal, las astillas de madera son calentadas para formar la pulpa. Agregando después haces de fibra de celulosa de 30 micrometros a la pulpa se forman finalmente las hojas de papel.
El nuevo nanopapel está hecho a partir de fibras más delgadas, de entre 10 y 40 nanómetros, lo que le confieren sus propiedades características. Así, incluso si un impacto rompe la unión entre las nanofibras, el daño provocado es tan pequeño que el material en su conjunto no falla ni se daña. El papel resiste dos tercios más de fuerza que la que es soportada por el acero antes de romperse.
Los investigadores tendrán ahora que testar si el nuevo material mantiene sus propiedades cuando se moja. Algunos ingenieros ya han adelantado que sus propiedades mecánicas pueden degradarse en presencia de agua. En cualquier caso, esta investigación da un paso más a la hora de crear materiales a partir de polímeros “naturales”, diferentes al carbono, que es lo más habitual en la actualidad.
Esta investigación del MIT no es la única que últimamente ha creado un “papel” con propiedades poco corrientes. Investigadores del Royal Institute of Technology, en Estocolmo, han desarrollado un nanopapel que es tan fuerte como la acero y tan firme como el hueso. Este nanopapel es siete veces más resistente que un papel convencional y dos o tres veces más elástico. Según sus creadores, puede ser muy útil para fabricar material de paquetería, filtros, membranas e incluso determinadas partes de un avión.
Está hecho a partir de pulpa de celulosa, “un material abundante, por lo que hay potencial de sobra para producir nanofibras en grandes cantidades”, comenta Lars Berglung, que ha dirigido esta investigación, en declaraciones recogidas por la revista Technology Review .
La celulosa es uno de los polímeros más abundantes en la naturaleza. Las paredes de las células de las plantas están compuestas de múltiples hebras de celulosa unidas en fibras de entre 10 y 15 nanómetros de grosor. Para hacer un papel normal, las astillas de madera son calentadas para formar la pulpa. Agregando después haces de fibra de celulosa de 30 micrometros a la pulpa se forman finalmente las hojas de papel.
El nuevo nanopapel está hecho a partir de fibras más delgadas, de entre 10 y 40 nanómetros, lo que le confieren sus propiedades características. Así, incluso si un impacto rompe la unión entre las nanofibras, el daño provocado es tan pequeño que el material en su conjunto no falla ni se daña. El papel resiste dos tercios más de fuerza que la que es soportada por el acero antes de romperse.
Los investigadores tendrán ahora que testar si el nuevo material mantiene sus propiedades cuando se moja. Algunos ingenieros ya han adelantado que sus propiedades mecánicas pueden degradarse en presencia de agua. En cualquier caso, esta investigación da un paso más a la hora de crear materiales a partir de polímeros “naturales”, diferentes al carbono, que es lo más habitual en la actualidad.