El material de desecho de la industria del papel y la pulpa pronto podría convertirse en cualquier cosa, desde raquetas de tenis hasta automóviles.
"Hemos superado uno de los problemas más desafiantes de la industria al descubrir cómo hacer fibra de carbono de buena calidad a partir de desechos", dijo el Dr. Joshua Yuan, científico investigador de Texas A&M AgriLife y profesor asociado de patología vegetal y microbiología en College Station.
La investigación se publicó recientemente en Química verde , la revista revisada por pares de la Royal Society of Chemistry.
"La gente ha estado pensando en usar lignina para fabricar fibra de carbono durante muchos años, pero lograr una buena calidad ha sido un problema", dijo Yuan.
Aproximadamente 50 millones de toneladas de lignina, o parte estructural de una planta, se acumulan cada año como desechos de la industria del papel y la fabricación de pulpa de EE. UU., Dijo. La lignina adicional podría provenir de biorrefinerías que usan plantas para producir etanol, lo que produciría otraDe 100 a 200 millones de toneladas de desechos de lignina cada año. Sin embargo, solo alrededor del 2 por ciento de los desechos de lignina se reciclan actualmente en nuevos productos, dijo Yuan.
"La lignina es considerada como uno de los biopolímeros más abundantes del mundo", dijo. "Todos estos desechos se acumulan y será genial usarlos para algo".
El equipo de investigación de Yuan ha tenido varios éxitos en la fabricación de combustible y bioproductos a partir de lignina. Pero incluso el proceso de fabricación de biocombustible deja una gran cantidad de desechos. Eso los llevó a considerar la posibilidad de fabricar material de fibra de carbono.
La fibra de carbono no es un concepto nuevo. Se ha jugado con ella desde 1860, originalmente principalmente para bombillas, y es conocida por su alta resistencia, bajo peso y tolerancia al calor.
Pero ha sido caro de producir por medios tradicionales.
"Si no puede producir material de carbono de calidad, realmente no es útil", dijo Yuan.
Entonces el equipo examinó la lignina más de cerca.
"Lo que encontramos es que la lignina es una mezcla de muchas moléculas de muchos tamaños y propiedades químicas diferentes. Mediante el fraccionamiento, separamos la lignina en diferentes partes y luego descubrimos que ciertas partes de la lignina son muy buenas para la fibra de carbono de alta calidadfabricación ", explicó.
El investigador señaló que la lignina es una molécula compleja, pero cuando la porción de alta densidad y alto peso molecular se separa del resto, tiene una estructura uniforme que permite la formación de fibra de carbono de alta calidad.
"Todavía estamos mejorando y afinando la calidad, pero eventualmente esta fibra de carbono podría usarse para molinos de viento, materiales deportivos e incluso bicicletas y automóviles", dijo. "La fibra de carbono es mucho más liviana pero tiene la misma resistencia mecánica queahora se utilizan otros materiales para esos productos. Este material se puede utilizar para muchas aplicaciones diferentes.
"La belleza de esta tecnología es que nos permite usar la lignina por completo. Básicamente, lo que hacemos es fraccionar la lignina para que la fracción de alto peso molecular se pueda usar para fibra de carbono y la fracción de bajo peso molecular se pueda usar para bioplásticosy productos como modificadores de aglutinantes de asfalto utilizados en carreteras. "
Yuan prevé una biorrefinería integrada de múltiples corrientes en la que la lignina se separa en un solo lugar para que se puedan fabricar una variedad de materiales, las fibras de carbono de alta densidad y los bioplásticos de baja densidad, junto con los biocombustibles de materias primas vegetales como los pastosen una instalación.
"Cuando podemos usar la misma biomasa para producir diferentes cosas, eso permite el mejor rendimiento económico al ser sostenible", dijo. "Eventualmente, eso conduciría a un aumento de puestos de trabajo y a mejorar el crecimiento económico rural.
"Y toda la cadena de suministro está en los Estados Unidos, lo que significa que los trabajos estarían aquí. La biomasa se cultiva, se cosecha y se transporta aquí. Sería difícil enviar esa cantidad de desechos a otro país para su producción. Todose queda aquí ", dijo Yuan." Uniría la producción agrícola y la industria en una bioeconomía que produce productos renovables ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Comunicaciones de Texas A&M AgriLife . Original escrito por Kathleen Phillips. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :