La fabricación de cemento, ladrillos, azulejos de baño y vajilla de porcelana normalmente requiere una gran cantidad de calor: se utiliza un horno para quemar los materiales cerámicos a temperaturas superiores a los 1,000 ° C. Ahora, los científicos de materiales de ETH Zurich han desarrolladolo que a primera vista parece ser un método de fabricación sorprendentemente simple que funciona a temperatura ambiente. Los científicos utilizaron un nanopolvo de carbonato de calcio como material de partida y, en lugar de dispararlo, agregaron una pequeña cantidad de agua y luego lo compactaron.
"El proceso de fabricación se basa en el proceso geológico de formación de rocas", explica Florian Bouville, un postdoc en el grupo de André Studart, profesor de materiales complejos. La roca sedimentaria se forma a partir de sedimentos que se comprimen durante millones de años a través depresión ejercida por los depósitos suprayacentes. Este proceso convierte el sedimento de carbonato de calcio en piedra caliza con la ayuda del agua circundante. Como los investigadores de ETH usaron carbonato de calcio con un tamaño de partícula extremadamente fino nanopartículas como material de partida, su proceso de compactación tomó solo una hora"Nuestro trabajo es la primera evidencia de que una pieza de material cerámico se puede fabricar a temperatura ambiente en tan poco tiempo y con presiones relativamente bajas", dice el profesor de ETH Studart.
más fuerte que el hormigón
Como lo han demostrado las pruebas, el nuevo material puede soportar aproximadamente diez veces más fuerza que el concreto antes de que se rompa, y es tan rígido como la piedra o el concreto. En otras palabras, es tan difícil de deformar.
Hasta ahora, los científicos han producido muestras de material de aproximadamente el tamaño de una pieza de un franco usando una prensa hidráulica convencional como las que se usan normalmente en la industria. "El desafío es generar una presión suficientemente alta para el proceso de compactación. Más grandelas piezas de trabajo requieren una fuerza correspondientemente mayor ", dice Bouville. Según los científicos, las piezas de cerámica del tamaño de pequeños azulejos de baño deberían ser teóricamente factibles.
Eficiente energéticamente y ambientalmente benigno
"Durante mucho tiempo, los científicos de materiales han estado buscando una forma de producir materiales cerámicos en condiciones suaves, ya que el proceso de cocción requiere una gran cantidad de energía", dice Studart. El nuevo método a temperatura ambiente, que los expertos recomiendancomo sinterización en frío: es mucho más eficiente energéticamente y también permite la producción de materiales compuestos que contienen, por ejemplo, plástico.
La técnica también es de interés con vistas a un futuro CO 2 sociedad neutral. Específicamente, las nanopartículas de carbonato podrían ser producidas utilizando CO 2 capturado de la atmósfera o de gases residuales de centrales térmicas. En este escenario, el CO capturado 2 se le permite reaccionar con una roca adecuada en forma de polvo para producir carbonato, que luego podría usarse para fabricar cerámica a temperatura ambiente. El CO dañino para el clima 2 por lo tanto, se almacenaría en productos cerámicos a largo plazo. Estos constituirían un CO 2 se hunde y podría ayudar a las centrales térmicas a funcionar sin emisiones de carbono.
Según los científicos, a largo plazo, el nuevo enfoque de la sinterización en frío incluso tiene el potencial de conducir a sustitutos más ecológicos para los materiales a base de cemento. Sin embargo, se necesitan grandes esfuerzos de investigación para alcanzar este objetivo. La producción de cemento esno solo consume mucha energía, sino que también genera grandes cantidades de CO 2 - a diferencia de los posibles materiales de reemplazo sinterizados en frío.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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