Estados Unidos. Un material diseñado por los ingenieros químicos del MIT puede reaccionar con el dióxido de carbono del aire para crecer, fortalecerse e incluso repararse a sí mismo. El polímero, que algún día podría usarse como material de construcción o reparación o para recubrimientos protectores, convierte continuamente el gas de efecto invernadero en un material a base de carbono que se refuerza a sí mismo.
La versión actual del nuevo material es una sustancia sintética similar a un gel que realiza un proceso químico similar a la forma en que las plantas incorporan el dióxido de carbono del aire en sus tejidos en crecimiento. El material podría, por ejemplo, convertirse en paneles de una matriz liviana que podría enviarse a un sitio de construcción, donde se endurecerían y solidificarían solo por la exposición al aire y la luz solar, ahorrando así la energía y el costo de transporte.
El hallazgo se describe en un artículo en la revista Advanced Materials, por el profesor Michael Strano, postdoctorado Seon-Yeong Kwak, y otros ocho en el MIT y en la Universidad de California en Riverside.
"Este es un concepto completamente nuevo en la ciencia de los materiales", dice Strano, profesor de Ingeniería Química Carbon C. Dubbs. "Lo que llamamos materiales fijadores de carbono aún no existen hoy en día" fuera del ámbito biológico, dice, describiendo materiales que pueden transformar el dióxido de carbono en el aire ambiente en una forma sólida y estable, utilizando solo el poder de la luz solar, solo como hacen las plantas.
El desarrollo de un material sintético que no solo evita el uso de combustibles fósiles para su creación, sino que en realidad consume dióxido de carbono del aire, tiene beneficios evidentes para el medio ambiente y el clima, señalan los investigadores. "Imagine un material sintético que pueda crecer como árboles, tomando el carbono del dióxido de carbono e incorporándolo a la columna vertebral del material", dice Strano.
El material que el equipo usó en estos experimentos iniciales de prueba de concepto hizo uso de un componente biológico: los cloroplastos, los componentes de aprovechamiento de la luz dentro de las células vegetales, que los investigadores obtuvieron de las hojas de espinaca. Los cloroplastos no están vivos, pero catalizan la reacción del dióxido de carbono a la glucosa. Los cloroplastos aislados son bastante inestables, lo que significa que tienden a dejar de funcionar después de unas horas cuando se retiran de la planta. En su artículo, Strano y sus colaboradores demuestran métodos para aumentar significativamente la vida catalítica de los cloroplastos extraídos. En el trabajo en curso y futuro, el cloroplasto está siendo reemplazado por catalizadores que no son de origen biológico, explica Strano.
El material utilizado por los investigadores, una matriz de gel compuesta de un polímero hecho de metacrilamida de aminopropilo (APMA) y glucosa, una enzima llamada glucosa oxidasa y cloroplastos, se vuelve más fuerte a medida que incorpora el carbono. Los investigadores señalan que aún no es lo suficientemente resistente como para ser utilizado como material de construcción, aunque podría funcionar como relleno de grietas o material de recubrimiento.
El equipo ha desarrollado métodos para producir materiales de este tipo por tonelada, y ahora se está enfocando en optimizar las propiedades del material. Las aplicaciones comerciales como los recubrimientos de autocuración y el relleno de grietas se pueden realizar en el corto plazo, dicen, mientras que se necesitan avances adicionales en la química de la columna vertebral y la ciencia de los materiales antes de que se puedan desarrollar materiales de construcción y materiales compuestos.
Una de las ventajas clave de estos materiales es que se repararían por sí solos después de la exposición a la luz solar o algo de iluminación interior, dice Strano. Si la superficie está rayada o agrietada, el área afectada crece para llenar los huecos y reparar el daño, sin requerir ninguna acción externa.
Fuente: MIT.
