El grafeno, la esperanza blanca en la lucha contra la contaminación
Investigadores del Instituto de Materiales de la Universidad de Deakin en Australia y de la Universidad de París, han conseguido desarrollar nanoláminas de grafeno blanco, capaces de adsorber en su superficie compuestos contaminantes, tales como aceites, solventes orgánicos o incluso colorantes.
En una publicación titulada «Porous boron nitride nanosheets for effective water cleaning» (Nanoláminas porosas de nitruro de boro para la limpieza efectiva del agua) ha captado la atención del mundo entero. La investigación dirigida por el profesor Ian Chen y su equipo, entre ellos el Dr. Wei Wei Lei, David Portehault, Dan Liu y Si Qin, ha estudiado como las nanoláminas porosas de nitruro de boro que se caracterizan por tener unas superficies específicas muy altas exhiben excelentes capacidades de adsorción para una amplia gama de aceites, disolvente y colorantes.
«La eliminación eficaz de aceites, disolventes orgánicos y tintes del agua es de significativa importancia mundial para la protección del medio ambiente y de las fuentes del agua», dijo el Dr. Wei Wei Lei, Becario postdoctoral de la Universidad Deakin quien jugó un papel clave en el proyecto. «El material nanoestructurado adsorbe hasta 33 veces su propio peso en aceites y disolventes orgánicos, mientras que repele el agua, y también es reciclable.»
Publicado en la revista Nature Communications, la publicación revela como los investigadores producen por primera vez nanoláminas que podrían revolucionar las tareas de limpieza de un derrame de petróleo o la purificación del agua contaminada…/…
Hoy en día, uno de los problemas más graves medioambientalmente es la contaminación de las aguas por aceites, disolventes orgánicos y colorantes. Como ejemplos tenemos el caso del Prestige, sucedido hace una década, con el que se produjo uno de los desastres ecológicos más importantes de la historia de España y el más reciente de la plataforma de BP en el Golfo de Florida.
Los métodos convencionales utilizados para resolver los vertidos incluyen la combustión, la recogida mecánica, dispersantes químicos, biorremediación y la utilización de materiales absorbentes.
Tradicionalmente se han utilizado para lograr la adsorción en superficie del contaminante, materiales como el carbono activo, las zeolitas o las fibras naturales. Sin embargo, las características de estos materiales son bastante pobres, principalmente por la baja selectividad entre los materiales contaminantes de los que no lo son, además de ser poco eficientes a la hora de adsorber la contaminación.
El grafeno blanco, a pesar de que no tiene ningún átomo de carbono presenta propiedades muy peculiares e interesantes, que le pueden hacer clave en tareas de remediación. En realidad se trata de nitruro de boro, un compuesto que tiene proporciones iguales de nitrógeno y boro, por lo que presenta el polimorfismo característico de los alotropos del carbono.
Entre las características del grafeno blanco, destacan sus propiedades únicas y diferentes del grafeno común, últimamente de moda, como el presentar una conductividad térmica alta, su fotoluminiscencia, el ser inerte químicamente, su elevada estabilidad y su alta resistencia a la oxidación.
El avance logrado por el equipo investigador en la fabricación de nanoláminas logra por ejemplo que las nanoláminas estén hechas de unas pocas capas atómicas de nitruro de boro, y estas hojas tienen un gran número de agujeros. Son estos agujeros los que aumentan el área de superficie efectiva de las nanoláminas hasta más de 1.425 metros cuadrados por gramo. Esto significa que un gramo de nanoláminas porosas de nitruro de boro tiene la misma superficie que cerca de 5,5 pistas de tenis. Una gran cantidad de superficie para la adsorción.
Otra ventaja es que las nanoláminas de nitruro de boro saturadas se pueden limpiar para su reutilización por simple calentamiento en aire durante dos horas. El aceite adsorbido se quema, dejando las nanoláminas limpias y capaces de adsorber de nuevo.
Además de las capacidades de alta adsorción, las nanoláminas porosas de nitruro de boro son ligeras e hidrófobas para que puedan flotar, así como repeler el agua con lo que se pueden separar fácilmente de la superficie del agua.
Este material al ser reutilizable disminuirá mucho los costes de producción. Para ello, se pueden limpiar con agua las nanoláminas o incluso, someterlas a calor para así eliminar los compuestos contaminantes de su superficie, y por ello aprovechar este producto cuantas veces se quiera.
Habrá que ver las pruebas a gran escala, pero merece la pena ver el video. La esperanza blanca, para incrédulos.