Nuevos procesos de preparación de superplásticos
El agua reemplaza las toxinas: Producción ecológica de plásticos mediante síntesis hidrotermal
Aunque los plásticos orgánicos no son perjudiciales para el medio ambiente en sí, se utilizan a menudo sustancias tóxicas durante su síntesis. La TU Wien muestra - que hay otra manera.
Reactor de acero de 1L en el laboratorio de Miriam Unterlass
© Miriam Unterlass / TU Wien
Muchos materiales que usamos a diario no son sostenibles. Algunos son dañinos para las plantas o los animales, otros contienen elementos raros que no siempre estarán tan fácilmente disponibles como lo están hoy en día. Una gran esperanza para el futuro es lograr diferentes propiedades materiales mediante el uso de nuevas moléculas orgánicas. Los materiales orgánicos de alto rendimiento que contienen sólo elementos comunes como el carbono, el hidrógeno o el oxígeno podrían resolver nuestro problema de recursos, pero su preparación suele ser cualquier cosa menos ecológica. A menudo se utilizan sustancias muy tóxicas durante la síntesis de tales materiales, incluso si el producto final en sí no es tóxico.
En la Universidad de Viena se adopta un enfoque diferente: En el grupo de investigación de materiales orgánicos de alto rendimiento, dirigido por la Prof. Miriam Unterlass de la Facultad de Química Técnica de la Universidad Técnica de Viena, se emplea un método sintético completamente diferente. En lugar de aditivos tóxicos, sólo se utiliza agua caliente. Ahora se ha logrado un avance decisivo: dos clases importantes de polímeros pudieron ser generados usando el nuevo proceso - un paso importante hacia la aplicación industrial del nuevo método.
Alta presión y alta temperatura
"Estamos investigando los llamados procesos hidrotérmicos sintéticos", dice Miriam Unterlass. "Estamos trabajando a alta presión y alta temperatura en el orden de 17 bar y 200 °C. Resulta que bajo estas condiciones extremas es posible evitar el uso de disolventes tóxicos que de otra manera serían necesarios para producir estos polímeros. El término "química verde" se refiere a aquellos métodos que permiten hacer más respetuosos con el medio ambiente no sólo los productos finales sino también los procesos sintéticos de la industria química.
Ya hace varios años, Miriam Unterlass consiguió los primeros resultados positivos con esta tecnología. "Conseguimos, por ejemplo, producir tintes orgánicos o poliimidas, plásticos indispensables en las industrias de la aviación y la electrónica. Esto también generó un gran interés por parte de la industria", dice Unterlass. "Pero ahora hemos dado un importante paso adelante: Pudimos sintetizar diferentes ejemplos de polímeros a partir de dos clases de plásticos muy interesantes - polibenzimidazoles y polímeros de pirón".
Nuevos procesos de preparación de superplásticos
Los polibenzimidazoles se utilizan hoy en día, por ejemplo, como membranas en las pilas de combustible, ya que son resistentes a los ácidos incluso a altas temperaturas y también pueden conducir protones. Las fibras de polibenzimidazoles también se encuentran en la ropa ignífuga, como los trajes protectores de los bomberos. "Eso ya demuestra que son verdaderos superplásticos", dice Unterlass.
Los polímeros de pirón, por otro lado, tienen propiedades electrónicas particularmente interesantes además de su excelente estabilidad. Por lo tanto, son adecuados para aplicaciones como los transistores de efecto de campo o como material de electrodos de gran potencia y resistencia en las baterías.
"El hecho de que estos polímeros puedan prepararse mediante nuestro proceso hidrotérmico es notable, ya que en condiciones normales las reacciones químicas para generar estos plásticos son sensibles al agua", dice Miriam Unterlass. "Esto demuestra lo prometedor que es nuestro método para una amplia gama de aplicaciones".
El nuevo método de fabricación de las dos nuevas clases de materiales ya ha sido patentado, con la ayuda del apoyo de investigación y transferencia de la Universidad Técnica de Viena. El análisis electroquímico de los productos se llevó a cabo en cooperación con el Imperial College London.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
M. J. Taublaender, S. Mezzavilla, S. Thiele, F. Glöcklhofer and M. M. Unterlass; "Hydrothermal Generation of Conjugated Polymers on the Example of Pyrrone Polymers and Polybenzimidazoles"; Angew. Chem. Int. Ed.; 2020, accepted.
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