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Producen Grafeno con desechos de basura

Académicos de la Universidad de Rice en Houston, demostraron un nuevo método que permite literalmente extraer grafeno a partir de la electrificación de los desechos de sólidos.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

Académicos de la Universidad de Rice en Houston, demostraron un nuevo método que permite literalmente extraer grafeno a partir de la electrificación de los desechos de sólidos.

 

En el reporte de prensa generado por la institución académica, el Dr. Duy Xuan Luong, quien lidera el proyecto, refiere que la técnica es mucho más económica que el método convencional de separación a base de exfoliación química, y por consiguiente, menos peligrosa.

El académico explica que el grafeno puede literalmente extraerse de la basura aplicando pulsos de electricidad para eliminar casi cualquier cosa que contenga carbono, incluyendo comida, plásticos y otras substancias que se mezclan cuando la basura es vertida en los contenedores.

La importancia de este estudio tiene relevancia debido a que el grafeno es un material sumamente poderoso para la superconductividad eléctrica, superior a lo que ofrece el Silicio, y 200 veces más resistente que el acero, pero más ligero que el papel. Por lo que una de las principales industrias interesadas en explotar sus propiedades es precisamente la de manufactura electrónica.

En instantes, el carbón oscuro se convierte en grafeno a través de una técnica desarrollada por los científicos de la Universidad de Rice. El proceso escalable promete convertir rápidamente el carbono de cualquier fuente en grafeno a granel.

 

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"Esto es algo importante", dijo refirió James Tour, Ingeniero Químico que participó en el proyecto. "El mundo tira entre el 30% y el 40% de toda la comida porque se echa a perder, y los residuos plásticos son una preocupación mundial. Ya hemos demostrado que cualquier material sólido basado en carbono, incluyendo los residuos plásticos mezclados y los neumáticos, se puede convertir en grafeno."

El reporte agrega que actualmente la forma más utilizada para producir el grafeno es mediante una técnica parecida a la exfoliación aplicada en tratamientos dérmicos, es decir, a través de un raspado de capas para desprender aquellas superficiales para eliminar imperfecciones, pero en lugar de piel, sobre un bloque de grafito y las capas deprendidas las hojas de grafeno.

“(…) la exfoliación química utiliza mucho ácido y es muy costosa, mientras que la exfoliación que utiliza energía sonora o fluidos de flujo rápido produje placas de grafeno que a menudo tienen más de 20 capas de espesor. Los científicos también producen grafeno aplicando vapor en una superficie, pero esto sólo produce cantidades diminutas”, puntualizó Tour.

El estudio científico publicado en la revista Nature, refiere que el grafeno se fabrica en 10 milisegundos calentando materiales que contienen carbono a unos 5,000 grados Fahrenheit, y esta labor debe llevarse a cabo múltiples veces para alcanzar la cantidad deseada para poder venderla en el mercado a un precio de aproximadamente 67,000 a 200,000 dólares por tonelada.

De izquierda a derecha: la pasante Christina Crassas, el Dr. James Tour, y los estudiantes de posgrado Paul Advincula y Duy Luong. (Imágenes: Universidad de Rice).

 

A la técnica le han llamado calentamiento repentino en Joules, y el mismo no requiere de hornos, disolventes, gases reactivos o procesos de purificación con substancias. También genera muy poco exceso de calor ya que toda la energía es dirigida a un punto específico y no de forma amplia como ocurre con los hornos, y en el proceso todos los elementos, además del carbono, se evaporan.

Cabe mencionar, que el proceso genera el llamado grafeno "turbostratico", en el que las hojas se colocan como una pila desordenada como maso de cartas, en contraposición al llamado grafeno "apilado A-B", en el que las hojas se disponen como una pila ordenada de cartas. La naturaleza desalineada de las capas de grafeno turbostratico hace que sean fáciles de separar cuando están suspendidas en agua u otros disolventes, mientras que las capas de grafeno apiladas tipo A-B creadas mediante técnicas de exfoliación son difíciles de separar.

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