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sábado, 14 de enero de 2017

Un filtro ecológico que captura productos químicos muy tóxicos

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Los investigadores de la Universidad Estatal de Washington (WSU) han desarrollado un filtro de aire a base de soja que puede capturar productos químicos tóxicos, como el monóxido de carbono y el formaldehído, que los actuales filtros de aire no pueden.

Antes y después de la demostración de la capacidad del filtro. Crédito: WSU

La investigación podría conducir a mejores purificadores de aire, particularmente en las regiones del mundo que sufren de muy mala calidad del aire. Los ingenieros han diseñado y probado los materiales como filtro biológico e informan sobre su trabajo en el journal Composites Science and Technology.

Trabajando con investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Beijing, el equipo de WSU, que incluye a Weihong (Katie) Zhong, profesora de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales, y el estudiante de posgrado Hamid Souzandeh, usaron una proteína de soja pura junto con una celulosa bacteriana para hacer un producto natural, biodegradable y de bajo costo.

Los gases peligrosos escapan de la mayoría de los filtros.

La mala calidad del aire causa problemas de salud en todo el mundo y es un factor en enfermedades como el asma, enfermedades del corazón y el cáncer de pulmón. Los purificadores de aire comerciales apuntan a la eliminación de las pequeñas partículas que están presentes en el hollín, el humo o el escape del coche ya que estas partículas dañinas se inhalan directamente en los pulmones.

Junto a las muchas fuentes de contaminación, en algunas partes del mundo la contaminación del aire también puede contener una mezcla de moléculas gaseosas peligrosas, como el monóxido de carbono, formaldehído, dióxido de azufre y otros compuestos orgánicos volátiles.

Los filtros de aire típicos, que generalmente están hechos de fibras de plástico sintético de tamaño micrométrico, filtran físicamente las pequeñas partículas pero no son capaces de capturar químicamente las moléculas gaseosas. Además, son más a menudo de vidrio y productos derivados del petróleo, lo que conduce a una contaminación secundaria, declaraba Zhong.

La soja captura casi todos los contaminantes

La WSU y el equipo chino, desarrollaron un nuevo tipo de material de filtración de aire que utiliza la proteína de soja natural purificada y una celulosa bacteriana (un compuesto orgánico producido por bacterias). La proteína de soja y la celulosa son rentables y ya se utilizan en numerosas aplicaciones, como adhesivos, productos de plástico, materiales de regeneración de tejidos y vendajes para heridas.

La soja contiene un gran número de grupos químicos funcionales, incluye 18 tipos de grupos amino. Cada uno de estos grupos químicos tiene el potencial de capturar la contaminación a nivel molecular. Los investigadores utilizaron un tratamiento con ácido acrílico para desenredar la rigidez de la proteína de soja, de modo que sus grupos químicos pueden estar más expuestos a los contaminantes.

El filtro resultante fue capaz de eliminar casi todas las partículas pequeñas, así como los contaminantes químicos, dijo Zhong.

El nuevo filtro a base de soja de la WSU es capaz de capturar los contaminantes de la atmósfera. Crédito: WSU
Filtros económicos y biodegradables

Especialmente en entornos muy contaminados, la gente podría estar respirando una mezcla desconocida de contaminantes que podría resultar muy difícil de purificar. Pero, con su gran número de grupos funcionales, la proteína de soja es capaz de atraer una amplia variedad de moléculas contaminantes. "Podemos tomar la ventaja de que esos grupos químicos pueden captar los tóxicos del aire", añadió Zhong.

Estos materiales también son rentables y biodegradables. La soja se encuentra entre las plantas más abundantes del mundo.

Zhong, ocasionalmente visita su China nativa y ha experimentado personalmente la pesada contaminación de Beijing, viendo como los cielos soleados se tornan en neblina gris en pocos días.

"La polución del aire es un problema de salud muy grave", subrayó. "Si podemos mejorar la calidad del aire interior, ayudaría a mucha gente".

Además de los filtros a base de soja, los investigadores también han desarrollado filtros de aire a base de gelatina y celulosa. Y también están aplicando el material de filtro por encima de toallitas de papel de bajo costo y desechables para reforzar y mejorar su rendimiento. Han presentado patentes sobre esta tecnología y están interesados en oportunidades de comercialización.

El trabajo está en consonancia con los grandes desafíos propuestos por la WSU, una serie de iniciativas de investigación dirigidas a los grandes temas sociales. Es particularmente relevante el reto del sostenimiento de la salud, comunidades saludables e intervenciones para sostener la salud pública.

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Ref. Phys.org.news,13 ene. 2017
Fuente: Washington State University.
Publicación: Xiaobing Liu et al, Soy protein isolate/bacterial cellulose composite membranes for high efficiency particulate air filtration, Composites Science and Technology (2017). DOI: 10.1016/j.compscitech.2016.11.022.

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