CONSIGUEN EXTRAER GRAFENO DE LA PIEL DE GAMBAS Y EL ALGINATO «ALGAS»

La técnica desarrollada en Valencia evita el uso de metales caros como platino o paladio en las reacciones de hidrogenación

Investigadores de la Politècnica extraen grafeno de la piel de las gambas y del alginato para abaratar los catalizadores

 Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) acaban de descubrir una nueva utilidad estratégica para residuos como la piel de las gambas y el alginato —el principal componente de las algas marinas— que recientemente el cocinero valenciano Carlos Medina ha hecho famoso en un concurso culinario televisivo en horario de máxima audiencia al grito de «¿Honorato, tienes tú el alginato?»

Así, científicos del Instituto de Tecnología Química (ITQ), el centro mixto de la UPV y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que dirige el flamante premio Príncipe de Asturias Avelino Corma, han obtenido grafeno a partir de residuos de la piel de gamba y de algas. Además, han demostrado la eficiencia de este grafeno de bajo coste como sustitutivo de los caros metales de transición utilizados en los catalizadores, los compuestos capaces de acelerar una reacción química.

El estudio, en el que también participan investigadores de la Universidad de Bucarest, se ha centrado en el uso del grafeno en la hidrogenación. Esta reacción química, que consiste en la adición de hidrógeno (H2) a otro compuesto, es de gran importancia en la industria química y petroquímica.

Según explica Hermenegildo García, investigador del ITQ, la mayoría de los catalizadores incluyen metales de transición. Algunos de estos metales, como el vanadio, cromo, niobio y tantalio o todos los metales nobles, son «críticos» debido a la dificultad de acceder a ellos. «La UE impulsó un programa para sustituir estos metales y una forma de lograrlo es utilizando como materia prima productos sostenibles y renovables, que provengan de la biomasa. En este proyecto, nosotros lo hemos obtenido de la pirólisis de alginato y de quitosano, extraído de los residuos de la piel de gamba», añade.

El quitosano proviene de la quitina, el principal componente de los exoesqueletos de los crustáceos. Se obtiene a partir de los residuos de la industria pesquera de congelados y entre sus principales exportadores mundiales está Singapur, el país del nuevo dueño del Valencia CF, Peter Lim. Cuenta con más de 200 usos posibles en la industria de fertilizantes, alimentaria y biomédica.

El alginato, por su parte, debido a sus propiedades gelificantes es muy utilizado en la industria cosmética como espesante para cremas. Pero es en la cocina de vanguardia donde grandes «gurús» como Ferrán Adrià lo han puesto de moda para crear esferificaciones o dar forma de esfera a los alimentos imitando las huevas de pescado y diseñar así «caviar» de sabores inimaginables.

Para la obtención de grafeno a partir del alginato y el quitosano, los investigadores de la UPV han recurrido a la técnica de la pirólisis: someter a ambos productos a altas temperaturas, sin oxígeno. Con ello logan un residuo de carbón grafítico que, una vez exfoliado, se convierte en grafeno. «En este estudio demostramos que el grafeno puede sustituir a los metales de hidrogenación de enlaces múltiples carbono-carbono. Entre otras ventajas, evitaríamos el uso de platino, níquel o paladio —los tres metales que se pueden emplear— lo que redundaría en un importante ahorro del proceso, ya que se trata de metales con un gran coste económico», concluye García.

En este hallazgo, además del profesor Hermenegildo García han participado Ana Primo, también del ITQ, junto con los investigadores de la Universidad de Bucarest, Florentina Neatu, Mihaela Florea y Vasile Parvulescu.

FUENTE : LEVANTE-EMV

LAS BATERIAS FLEXIBLES SERAN POSIBLES GRACIAS AL GRAFENO

 

El desarrollo de dispositivos electrónicos flexibles, tales como dispositivos vestibles o wearables,  implantes de sensores biomédicos o dispositivos de monitoreo, requerirá sistemas de energía de almacenamiento flexibles lo que ha sido un problema. Sin embargo investigadores del MIT están trabajando con un material que podría cambiar en parte ese problema, “papel arrugado” de Grafeno.

“Muchas personas están explorando el papel de grafeno: Es un buen candidato para la hacer supercondensadores, debido a su gran área de superficie por unidad de masa”, dice el profesor asistente de ingeniería mecánica y civil e ingeniería ambiental, Xuanhe Zhao.

Las pruebas que han realizado Zhao y su equipo consisten en plegar una hoja de Grafeno, produciendo una superficie arrugada, lo que permite a los supercondensadores doblarse, torcerse y estirarse hasta un 800% de su tamaño original. Adicionalmente el equipo a demostrado que el dispositivo puede ser doblado y arrugado más de 1000 veces sin una perdida significativa de rendimiento.

“El papel de grafeno es bastante robusto,” dice Zhao, “y podemos lograr grandes deformaciones durante múltiples ciclos.”

 

Como sabemos los condensadores y las baterías requieren de 2 capas conductoras aisladas entre si y para esto los investigadores ha utilizado hidrogel, un material que tiene las mismas características de flexibilidad que el grafeno.

“Aunque esta demostración inicial fue específicamente para hacer un supercondensador, arrugando la misma técnica se podría aplicar a otros usos,” dice Zhao, “Por ejemplo, el material arrugado grafeno podría utilizarse como un electrodo en una batería flexible o podría utilizarse para fabricar un sensor estirable para las moléculas biológicas o químico específico.”

Estos hallazgos fueron publicados en la revista SCIENTIFIC REPORTS y fue apoyado por la National Science Foundation, Oficina de Investigación Naval, y el programa 1000 talentos Nacionales de China.

 

FUENTE: REVISTAPROWARE

Produccion industrial grafeno

El grafeno tiene potenciales usos industriales como pantallas electrónicas flexibles, computación de alta velocidad, palas de turbinas eólicas más fuertes y células solares más eficientes, por nombrar sólo algunos en fase de desarrollo.

Expertos han encontrado una nueva ruta para fabricar grafeno que podría convertirlo en el material del siglo XXI, aumentando su creación a escala industrial. El grafeno, una sola capa fuertemente unida de átomos de carbono con una gran resistencia y la capacidad de conducir calor y electricidad mejor que cualquier otro material conocido, tiene potenciales usos industriales como pantallas electrónicas flexibles, computación de alta velocidad, palas de turbinas eólicas más fuertes y células solares más eficientes, por nombrar sólo algunos en fase de desarrollo.

En la década transcurrida desde que los premios Nobel Konstantin Novoselov y Andre Geim demostraron las notables propiedades electrónicas y mecánicas del grafeno, los investigadores han estado trabajando duro para desarrollar métodos de producción de muestras prístinas del material en una escala con potencial industrial. Ahora, un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Pensylvania (Penn State), en Estados Unidos, ha descubierto una ruta para fabricar grafeno de una sola capa, que se ha pasado por alto durante más de 150 años.

«Hay un montón de materiales en capas similares al grafeno con propiedades interesantes, pero hasta ahora no sabíamos cómo sacar químicamente los sólidos de forma separada para hacer hojas sueltas sin dañar las capas», afirma Thomas E. Mallouk, profesor de Química, Física y Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad Estatal de Pensilvania.

En un artículo publicado en la edición digital de este martes de ‘Nature Chemistry’, Mallouk y sus colegas de Penn State y el Centro de Investigación para Nanocarbonos Exóticos en la Universidad de Shinshu, en Japón, describen un método llamado intercalación, en el que se insertan moléculas huésped o iones entre las capas de grafito de carbono para tirar de las hojas sueltas aparte.

La intercalación de grafito se logró en 1841, pero siempre con un oxidante fuerte o un agente reductor que dañó las propiedades deseables del material. Uno de los métodos más utilizados para intercalar grafito por oxidación fue desarrollado en 1999 por Nina Kovtyukhova, investigadora asociada en el laboratorio de Mallouk.

Mientras estudiaba otros materiales en capas, Mallouk pidió a Kovtyukhova que usara su método, que requiere un fuerte agente oxidante y una mezcla de ácidos, para desplegar capas individuales de nitruro de boro sólido, un compuesto con una estructura similar al grafito. Para su sorpresa, pudo obener todas las capas para extenderlas. En experimentos de control posteriores, Kovtyukhova trató de dejar fuera diversos agentes y se encontró que el agente oxidante no era necesario para que se produzca la reacción.

Mallouk le sugirió que hiciera un experimento similar sin el agente oxidante en el grafito, pero consciente de la amplia literatura que dice que no se requiere el agente oxidante, Kovtyukhova se resistió. «Yo seguía pidiéndole que lo intentara y ella seguía diciendo que no –relata Mallouk–. Finalmente, hicimos una apuesta,y para que fuera más interesante le di probabilidades. Si la reacción no funcionaba, yo le pagaría 100 dólares, y si lo conseguía hacer, me tendría que pagar diez dólares. Tengo el billete de diez dólares en mi pared con un bonito post-it de Nina sobre mi intuición química».

Mallouk cree que los resultados de esta nueva comprensión de intercalación en el nitruro de boro y el grafeno podrían aplicarse a muchos otros materiales en capas de interés para los investigadores del Centro de Penn State para Materiales Laminares y Bidimensionales que están trabajando en lo que se conoce como ‘materiales más allá del grafeno’. «El siguiente paso para Mallouk y sus colegas será encontrar la manera de acelerar la reacción con el fin de aumentar la escala de producción.

 

FUENTE: INNOVATICIAS