Un material dissenyat pels enginyers químics del MIT, pot reaccionar amb el diòxid de carboni des de l'aire, per créixer, enfortir-se i fins i tot, autoreparar-se. El polímer, que podria ser utilitzat algun dia com a material de construcció de reparació o per a recobriments protectors, converteix el gasos d'efecte hivernacle en un material que es reforça a base de carboni.
La versió actual del nou material és una substància similar a un gel sintètic que realitza un procés químic semblant a la forma en què les plantes incorporen el diòxid de carboni de l'aire als seus teixits en creixement. El material podria, per exemple, convertir-se en panells d'una matriu lleugera que es podria enviar a un lloc de construcció, on s'enduririen i se solidificarien només per l'exposició a l'aire i a la llum del sol, estalviant així l'energia i el cost del transport.
Aquest descobriment, es descriu en un article de la revista Advanced Materials, del professor Michael Strano, postdoc Seon-Yeong Kwak, i vuit més del MIT i a la Universitat de Califòrnia a Riverside.
Aquest és un concepte completament nou en la ciència dels materials. El que s'anomenen materials de fixació de carboni encara no existeixen avui en dia fora de l'àmbit biològic. Aquest nous materials, poden transformar el diòxid de carboni que hi ha en l'aire ambient en una forma sòlida i estable, utilitzant només la llum del sol, tal com fan les plantes.
El desenvolupament d'un material sintètic que no només evita l'ús dels combustibles fòssils per a la seva creació, sinó que realment consumeix diòxid de carboni de l'aire, té avantatges evidents per al medi ambient i el clima.
El material actualment en fase de prova que l'equip utilitza en aquests experiments inicials, va permetre fer ús d'un component biològic-cloroplasts, aquests components d'aprofitament de la llum que hi dins de les cèl·lules vegetals, són els que els investigadors van obtenir a partir de fulles d'espinacs. Els cloroplasts no estan vius, però catalitzen la reacció del diòxid de carboni a la glucosa.
Els cloroplasts aïllats són bastant inestables, és a dir, tendeixen a deixar de funcionar després d'unes hores quan surten del cos de la planta. En el seu article, Strano i els seus companys de feina, han demostrat mètodes per augmentar significativament la vida catalítica útil dels cloroplasts extrets. En el treball en curs i futur, el cloroplast seran reemplaçats per catalitzadors que no són d'origen biològic.
Els cloroplasts aïllats són bastant inestables, és a dir, tendeixen a deixar de funcionar després d'unes hores quan surten del cos de la planta. En el seu article, Strano i els seus companys de feina, han demostrat mètodes per augmentar significativament la vida catalítica útil dels cloroplasts extrets. En el treball en curs i futur, el cloroplast seran reemplaçats per catalitzadors que no són d'origen biològic.
Els materials que utilitzen els investigadors, es basea en una matriu de gel composta d'un polímer elaborat amb aminopropil de metacrilamida (APMA) i glucosa, un enzim anomenat glucosa oxidasa i cloroplasts, el que els fa més fort ja que incorpora el carboni. Encara no és suficient per ser utilitzat com a material per la construcció, tot i que podria funcionar com a material de recobriment, segons diuen els investigadors.
Les aplicacions comercials, com podrien ser els recobriments 'self-healing', són possibles en el curt termini, mentre que els avenços addicionals en química de la columna vertebral i la ciència dels materials són necessaris abans que es puguin desenvolupar materials i composite de construcció.
Un clau avantatge d'aquests materials és que es repararan automàticament després de l'exposició a la llum solar o algun tipus d'il·luminació interior. Si la superfície està ratllada o esquerdada, l'àrea afectada creix per omplir els buits i així, reparar el dany sense requerir cap acció externa.
Tot i que hi ha hagut un generalitzat esforç per desenvolupar materials 'self-healing' que puguin imitar aquesta capacitat dels organismes biològics, segons diuen els investigadors, tots han requerit una activa entrada externa per funcionar. Es necessitava calor, llum UV, estrès mecànic o tractament químic per activar el procés. Per contra, aquests materials no necessiten més que llum ambiental, i incorporen massa de carboni de l'atmosfera, que és omnipresent.
La ciència dels materials mai no ha produït res d'aquesta manera. Aquests materials imiten alguns aspectes d'alguna cosa que viu, tot i que no es reprodueix. Atès que la recerca obre una àmplia gamma de possibles investigacions de seguiment, el Departament d'Energia dels EUA patrocina un nou programa dirigit per Strano per desenvolupar-lo encara més.
Font: Massachusetts Institute of Technology
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada