Si la humanidad alguna vez va a frenar nuestro problema de desechos, necesitaremos ser creativos con el reciclaje y la reutilización de materiales. En un nuevo estudio, los investigadores de la Universidad de Rice y el Centro de Investigación e Innovación de Ford demostraron cómo los desechos plásticos de los autos viejos podrían usarse para hacer espuma de grafeno que luego se puede usar en autos nuevos.
El estudio avanza en una técnica llamada calentamiento instantáneo en julios , que el equipo de Rice demostró por primera vez en 2020 para hacer grafeno a partir de materiales de desecho como restos de comida, plástico y llantas viejas . Los materiales de desecho se muelen hasta convertirlos en polvo, luego se someten a un alto voltaje para calentarlos a entre 2027 °C y 2727 °C (3680 °F y 4940 °F). Eso convierte rápidamente el carbono del material en hojuelas de grafeno, mientras que otros elementos se vaporizan en gases que pueden recolectarse y usarse en otros procesos industriales.
No solo es una forma mucho más barata de hacer grafeno, sino que requiere mucha menos energía y elimina materiales que, de lo contrario, generalmente irían al vertedero o al incinerador. Y en el nuevo estudio, los científicos de Rice demostraron una nueva forma en que el ciclo podría funcionar en el mundo real.
Después de ver el artículo original, los investigadores de Ford se comunicaron con el laboratorio de James Tour en la Universidad de Rice para probar si la técnica podría usarse para reciclar desechos plásticos mixtos de vehículos al final de su vida útil. Entonces, la compañía automotriz envió más de 4,5 kg (10 lb) de plástico triturado de parachoques, juntas, alfombras, tapetes, asientos y cubiertas de puertas de viejas camionetas F-150 . Es importante destacar que los plásticos ni siquiera necesitan clasificarse primero.
El equipo de Rice primero trituró el material hasta convertirlo en un polvo fino y luego lo pulverizó en dos pasos. Primero, se calentó con una corriente baja durante 10 a 16 segundos, lo que crea un material plástico altamente carbonizado. Solo el 30 por ciento del volumen original permanece sólido, y la mayoría se desgasifica o forma ceras y aceites ricos en hidrocarburos, que según el equipo también podrían ser materiales industriales útiles.
A continuación, el plástico carbonizado se destella con una corriente alta, que convierte el 85 por ciento en grafeno. El resto, nuevamente, se desgasifica como hidrógeno, oxígeno, cloro, silicio y metales traza.
El grafeno resultante se puede usar en las muchas aplicaciones que esperamos de este maravilloso material. En este caso, el equipo de Rice se lo devolvió al equipo de Ford, que lo utilizó para reforzar su espuma de poliuretano, que se utiliza para aislar sus vehículos del ruido y las vibraciones. Con solo 0,1 por ciento de grafeno por peso, la nueva espuma tenía una resistencia a la tracción un 34 por ciento más alta y era un 25 por ciento mejor en la absorción de sonidos de baja frecuencia.
Para demostrar realmente el potencial de reciclaje circular, se enviaron muestras de esta espuma a Rice, donde los investigadores demostraron que también se podía convertir en grafeno nuevo. Esto demuestra que el método realmente podría ser útil en situaciones del mundo real, dando nueva vida a los materiales de desecho.
Fuente:
Irving, M. (2022c, mayo 30). Waste plastics from old cars «flashed» into graphene to go in new cars. New Atlas. Recuperado 31 de mayo de 2022, de https://newatlas.com/materials/graphene-waste-plastics-old-cars-flash-recycle/