Descubren un catalizador para fabricar pinturas, revestimientos y pañales renovables
Un descubrimiento pionero permitirá fabricar materiales biorenovables a partir de árboles y maíz: Una startup quiere hacerlo posible
Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Minnesota en las Ciudades Gemelas ha inventado una nueva y revolucionaria tecnología catalizadora que convierte materiales renovables como árboles y maíz en los principales productos químicos, ácido acrílico y acrilatos, utilizados en pinturas, revestimientos y polímeros superabsorbentes. La nueva tecnología catalizadora es también muy eficiente, lo que significa menores costes de fabricación de productos químicos renovables.
Investigadores de la Universidad de Minnesota han inventado una nueva tecnología de catalizadores que mejora el proceso y reduce sustancialmente el coste de fabricación de sustancias químicas renovables que pueden utilizarse en una amplia gama de productos, como pinturas, revestimientos y pañales.
John Beumer, NSF Center for Sustainable Polymers, University of Minnesota
La nueva formulación catalizadora convierte los productos químicos a base de ácido láctico derivados del maíz en ácido acrílico y acrilatos con el mayor rendimiento alcanzado hasta la fecha. La tecnología presenta un rendimiento sustancialmente superior cuando se compara con otras clases de catalizadores líderes.
La investigación se publica en línea en el Journal of the American Chemical Society Gold(JACS Au), una destacada revista de acceso abierto de la American Chemical Society.
El equipo de investigación contó con el apoyo de la Fundación Nacional de la Ciencia de EE.UU. a través del Centro NSF de Polímeros Sostenibles, un equipo de colaboración multiuniversitario cuya misión es transformar la forma en que se fabrican, deshacen y rehacen los plásticos mediante una investigación innovadora.
El público está más familiarizado con el ácido acrílico y los acrilatos asociados por su uso en artículos cotidianos, desde pinturas y revestimientos hasta adhesivos pegajosos y materiales superabsorbentes utilizados en pañales. Estos productos químicos y materiales se han fabricado durante el último siglo a partir de combustibles fósiles. Pero en las últimas décadas, la industria del maíz se ha expandido más allá de la alimentación humana y animal para fabricar productos químicos útiles. Uno de estos productos químicos derivados del maíz es el ácido láctico sostenible, un ingrediente clave en la fabricación del plástico renovable y compostable que se utiliza en muchas aplicaciones cotidianas.
El ácido láctico también puede convertirse en ácido acrílico y acrilatos mediante catalizadores. Sin embargo, hasta el descubrimiento de este nuevo catalizador, los catalizadores tradicionales eran muy ineficaces, obtenían rendimientos bajos y encarecían demasiado el proceso en su conjunto.
"Nuestro nuevo descubrimiento de formulación catalizadora consigue el mayor rendimiento hasta la fecha de ácido acrílico a partir de ácido láctico", afirma Paul Dauenhauer, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales de la Universidad de Minnesota. "Hemos comparado el rendimiento de nuestro nuevo catalizador con el de todos los catalizadores anteriores, y el rendimiento supera con creces los ejemplos anteriores".
La nueva formulación del catalizador reduce sustancialmente el coste de fabricación de ácido acrílico y acrilatos renovables a partir de maíz al mejorar el rendimiento y reducir los residuos. Por primera vez, esto podría reducir el precio del ácido acrílico renovable por debajo de los productos químicos de origen fósil.
La oportunidad económica generada por el nuevo catalizador la persigue Låkril Technologies, una empresa emergente que aspira a fabricar ácido acrílico y acrilatos renovables de bajo coste. Al obtener la licencia de la tecnología catalizadora de la Universidad de Minnesota, Låkril Technologies desarrollará la tecnología más allá del laboratorio.
Desde hace medio siglo, la fabricación de productos químicos se basa en una clase de catalizadores llamados "zeolitas"", afirma el Dr. Chris Nicholas, Director General de Låkril Technologies. "Como el nuevo descubrimiento de catalizador se basa en una formulación de zeolita ya disponible a escala, nuestro nuevo proceso para fabricar ácido acrílico y acrilatos logrará un bajo coste con un bajo riesgo".
Låkril Technologies, con sede en Chicago, ya ha recibido 1,4 millones de dólares de financiación previa a la siembra para ampliar el proceso. La Asociación de Cultivadores de Maíz de Iowa dirigió la financiación con la participación de la Asociación de Cultivadores de Maíz de Kentucky, junto con subvenciones del Consejo de Investigación y Promoción del Maíz de Minnesota, el Consejo de Comercialización del Maíz de Indiana y el Consejo de Comercialización del Maíz de Michigan, además de premios de Investigación para la Innovación en Pequeñas Empresas (SBIR) tanto del Departamento de Agricultura como del Departamento de Energía de los Estados Unidos.
En la Universidad de Minnesota, el equipo de investigación tiene previsto continuar su investigación básica sobre el diseño de catalizadores para comprender los aspectos fundamentales de la química con el apoyo financiero del Centro de Polímeros Sostenibles con sede en la Universidad de Minnesota.
"Se trata de un magnífico ejemplo de cómo abordar importantes cuestiones de investigación básica que están en el corazón de la catálisis fundamental puede conducir a nuevos procesos innovadores que tienen verdaderas promesas tecnológicas", dijo Marc Hillmyer, director del Centro de Polímeros Sostenibles y profesor del Departamento de Química de la Universidad de Minnesota. "Un gran reto del Centro de Polímeros Sostenibles es la conversión eficiente y sostenible de biomasa en ingredientes poliméricos, y este trabajo representa una solución innovadora a ese reto que tendrá un impacto duradero."
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.
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