La Universidad James Cook desarrolla una tecnología que convierte microplásticos en grafeno: 200 veces más resistente que el acero

El Dr. Adeel Zafar, de la Universidad James Cook, señala: “Nuestro proceso puede producir casi 5 miligramos de grafeno a partir de solo 30 miligramos de microplásticos en un minuto, lo que mejora significativamente la eficiencia de la producción y ofrece una alternativa más sostenible”.

1. Microplásticos: características e impacto ambiental

Los microplásticos son conocidos por su durabilidad y resistencia a la degradación. Una vez liberados al medio ambiente, persisten y se acumulan, lo que plantea riesgos a largo plazo para los ecosistemas. Estas partículas pueden ser ingeridas por diversos organismos, ingresando a la cadena alimentaria y potencialmente afectando la salud humana.

En el medio ambiente, los microplásticos alteran las propiedades del suelo y del agua, afectando la vida vegetal y animal. Pueden obstruir los poros del suelo, lo que perjudica la infiltración de agua y el crecimiento de las plantas, y perturbar los ecosistemas acuáticos al interferir en los procesos fisiológicos de los organismos acuáticos.

2. Tecnología para convertir microplásticos en grafeno

Los investigadores de la Universidad James Cook han desarrollado una técnica innovadora que utiliza la síntesis de plasma de microondas a presión atmosférica para transformar microplásticos en grafeno. Este método aprovecha las altas temperaturas y la energía generada por el plasma de microondas para convertir químicamente los microplásticos en grafeno.

Preprocesamiento:Los residuos plásticos se trituran para convertirlos en partículas microplásticas. El control preciso del tamaño de las partículas garantiza una conversión eficaz.

Tratamiento conductivo:Para mejorar la conductividad eléctrica, las partículas microplásticas se procesan en polvos con tamaños óptimos de 1 a 2 milímetros.

Calefacción Joule Flash: Una corriente eléctrica elevada calienta rápidamente el polvo microplástico, iniciando una transformación química para producir grafeno, junto con algo de hidrógeno e hidrocarburos.

Optimización actual:Para obtener grafeno de alta calidad, los investigadores optimizan la corriente eléctrica. Se utilizan corriente alterna (CA) y corriente continua (CC) de forma secuencial para alcanzar la temperatura necesaria y evitar el apilamiento de capas, lo que garantiza la formación de grafeno de alta calidad.

3. Aplicaciones y perspectivas futuras

Tecnología de sensores: la excepcional conductividad y sensibilidad del grafeno lo hacen ideal para sensores avanzados. El grafeno derivado de microplásticos se puede utilizar en diversos sensores para el monitoreo ambiental y el diagnóstico médico, detectando contaminantes y biomarcadores.

Purificación del agua: La alta capacidad de adsorción del grafeno lo hace eficaz para eliminar contaminantes del agua. Esta tecnología ofrece un nuevo enfoque para abordar la contaminación y la escasez del agua mediante la mejora de la calidad del agua.

Remediación de PFAS: El grafeno puede absorber sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), contaminantes persistentes perjudiciales para la salud y el medio ambiente. El uso de grafeno derivado de microplásticos para abordar la contaminación por PFAS presenta una solución novedosa.

Gestión de residuos: Esta tecnología contribuye a la gestión de residuos al convertir los microplásticos en grafeno, lo que reduce los residuos en vertederos y permite el reciclaje. El bajo coste del grafeno lo convierte en un aditivo viable para materiales como el cemento y el asfalto, lo que mejora la eficiencia del reciclaje.

Esta tecnología de conversión de microplásticos en grafeno supone un avance significativo con implicaciones de gran alcance. Aborda eficazmente la contaminación por plásticos y, al mismo tiempo, promueve la producción sostenible de grafeno. Siguen existiendo desafíos como el control de calidad y la producción a gran escala, pero la innovación continua, la colaboración de la industria y el apoyo de políticas son esenciales para avanzar en esta tecnología y alcanzar los objetivos de desarrollo sostenible.