Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS han realizado una contribución significativa para resolver el problema global de los desechos plásticos, al crear una forma de convertir los desechos de las botellas de plástico en aerogeles para muchas aplicaciones útiles.
Las botellas de plástico se fabrican comúnmente con tereftalato de polietileno PET, que es el plástico más reciclado del mundo. Los aerogeles de PET desarrollados por el equipo de investigación liderado por NUS que utilizan residuos de botellas de plástico, una primicia mundial, son suaves y flexibles., duraderos, extremadamente ligeros y fáciles de manejar. También demuestran un aislamiento térmico superior y una gran capacidad de absorción. Estas propiedades los hacen atractivos para una amplia gama de aplicaciones, como aislamiento térmico y acústico en edificios, limpieza de derrames de petróleo y también comoun revestimiento liviano para abrigos de bombero y máscaras de absorción de dióxido de carbono que podrían usarse durante las operaciones de rescate y escape de incendios.
Este trabajo pionero fue realizado por un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Hai Minh Duong y el profesor Nhan Phan-Thien del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de NUS. La tecnología para producir aerogeles de PET se desarrolló en colaboración con el Dr. Xiwen Zhangdel Instituto de Tecnología de Fabricación de Singapur SIMTech dependiente de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR.
Reciclaje de residuos de botellas de plástico
Los desechos plásticos son tóxicos y no biodegradables. Estos desechos a menudo terminan en océanos y vertederos, lo que afecta la vida marina y causa problemas como la contaminación de las aguas subterráneas y la escasez de tierras. A nivel mundial, el consumo anual de botellas de plástico ha aumentado de manera constante, yse espera que supere el medio billón de toneladas por año para 2021.
"Los desechos de botellas de plástico son uno de los tipos más comunes de desechos de plástico y tienen efectos perjudiciales sobre el medio ambiente. Nuestro equipo ha desarrollado un método simple, rentable y ecológico para convertir los desechos de botellas de plástico en aerogeles de PET para muchos usos interesantes.Una botella de plástico se puede reciclar para producir una lámina de aerogel PET de tamaño A4. La tecnología de fabricación también es fácilmente escalable para la producción en masa. De esta manera, podemos ayudar a reducir el daño ambiental nocivo causado por los desechos plásticos ", dijo Assoc Prof Duong.
Aerogeles PET versátiles
El equipo de investigación tardó dos años de agosto de 2016 a agosto de 2018 en desarrollar la tecnología para fabricar aerogeles de PET. Este trabajo fue publicado en la revista científica Coloides y superficies A en agosto de 2018.
"Nuestros aerogeles de PET son muy versátiles. Podemos darles diferentes tratamientos superficiales para personalizarlos para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, cuando se incorporan con varios grupos metilo, los aerogeles de PET pueden absorber grandes cantidades de aceite muy rápidamente. Según nuestros experimentos, funcionan hasta siete veces mejor que los sorbentes comerciales existentes y son muy adecuados para la limpieza de derrames de petróleo ", añadió el profesor Nhan.
Abrigos de bombero más ligeros y seguros
Otra aplicación novedosa es aprovechar la propiedad de aislamiento térmico de los aerogeles de PET para aplicaciones de seguridad contra incendios.
Los abrigos de bombero existentes son voluminosos y a menudo se usan con otros equipos de respiración y seguridad. Esto podría afectar a los bomberos, especialmente durante operaciones prolongadas.
Cuando se recubre con productos químicos retardadores de fuego, el novedoso aerogel de PET liviano demuestra una resistencia y estabilidad térmica superiores. Puede soportar temperaturas de hasta 620 grados Celsius; esto es siete veces más alto que el revestimiento térmico utilizado en los abrigos de bombero convencionales, pero pesasolo alrededor del 10 por ciento del peso del forro térmico convencional. La naturaleza suave y flexible del aerogel PET también proporciona una mayor comodidad.
El profesor Nhan explicó: "Al adoptar aerogeles de PET que están recubiertos con retardantes de fuego como material de revestimiento, las capas de bombero se pueden hacer mucho más ligeras, seguras y económicas. También es posible producir chaquetas resistentes al calor de bajo costo para uso personal. "
máscara 2 en 1 que absorbe dióxido de carbono y partículas de polvo nocivas
Cuando se recubre con un grupo amina, el aerogel de PET puede absorber rápidamente dióxido de carbono del medio ambiente. Su capacidad de absorción es comparable a los materiales utilizados en las máscaras de gas, que son costosos y voluminosos. Para ilustrar esta aplicación, el equipo incorporó una capa delgadade aerogel PET en una máscara comercial de partículas finas para crear un prototipo de máscara que pueda absorber las partículas de polvo y el dióxido de carbono de manera efectiva.
El profesor Nhan dijo: "En países muy urbanizados como Singapur, las máscaras de absorción de dióxido de carbono y las chaquetas resistentes al calor fabricadas con aerogeles de PET se pueden colocar junto a extintores de incendios en edificios de gran altura para brindar protección adicional a los civiles cuando escapan de unfuego."
"Las máscaras revestidas con aerogeles de PET reforzados con aminas también pueden beneficiar a las personas que viven en países como China, donde la contaminación del aire y las emisiones de carbono son preocupaciones importantes. Estas máscaras se pueden producir fácilmente y también pueden potencialmente volverse reutilizables", agregó Assoc.Profesor Duong.
Los investigadores de NUS también están estudiando la posibilidad de realizar modificaciones simples en la superficie de los aerogeles de PET para la absorción de gases tóxicos como el monóxido de carbono, que es el componente más letal del humo.
En su trabajo anterior, el equipo de investigación había convertido con éxito los desechos de papel y moda en aerogeles de celulosa y algodón, respectivamente. Junto con esta última innovación que involucra el reciclaje de desechos de botellas de plástico en aerogeles, el equipo de NUS obtuvo recientemente el primer lugar en la categoría SostenibleCategoría de tecnologías del Concurso de diseño Create the Future 2018 de Tech Briefs.
Pasos siguientes
El equipo de investigación ha presentado una patente para su nueva tecnología de aerogel de PET y continuará mejorando el rendimiento de los aerogeles de PET y explorando nuevas aplicaciones. Los investigadores de NUS también están interesados en trabajar con empresas para llevar la tecnología al mercado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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