El candidato a doctorado Dannie van Osch mezcla dos polvos hasta que forman un DES fluido. Crédito:Bart van Overbeeke
Muchos solventes contaminantes usados por la industria química pueden ser reemplazados por una asombrosa nueva mezcla de dos polvos:'solventes eutécticos profundos' (DES). Esta próxima generación de disolventes es sostenible, mucho menos inflamable, no es volátil y puede extraer contaminantes del agua más allá de las capacidades de los disolventes actuales. El martes, 18 de septiembre Dannie van Osch obtiene su doctorado en esta materia en la Universidad Tecnológica de Eindhoven.
En la industria química se utiliza una gran cantidad de disolventes para diversos fines, como eliminar sales metálicas del papel o extraer azufre del petróleo. En todo el mundo se utilizan aproximadamente 28 millones de toneladas métricas. La generación actual de disolventes tiene varias desventajas. Alcohol, por ejemplo, es volátil e inflamable. Acetona, benceno, el hexano y el tolueno son muy tóxicos, ambientalmente dañino y nocivo para la salud. Hay mucho que ganar por lo tanto, con el desarrollo de una nueva generación de disolventes.
Disolvente eutéctico profundo
Cuando se mezclan dos polvos, a veces forman un líquido con propiedades de las que carecen los disolventes actuales. Dicho líquido se denomina solvente eutéctico profundo o DES. Los polvos se pueden extraer de plantas. El disolvente desarrollado por Van Osch es ecológico, hidrofóbico, no presenta riesgo de incendio, y no es perjudicial para la salud. Un DES puede disolver sustancias con las que los disolventes actuales tienen grandes dificultades.
Las plantas pueden ser considerablemente más sostenibles que los productos del petróleo y, por tanto, el DES es un sustituto sostenible de muchos disolventes. Muchos extractos de plantas no son tóxicos, que elimina el riesgo para la salud. Lo mismo se aplica a la volatilidad y la inflamabilidad de los componentes de origen vegetal. Esto hace que DES sea un reemplazo atractivo para, decir, alcohol y acetona. Hay muchas opciones a la hora de elegir los ingredientes de un DES. Ejemplos de ingredientes de DES son mentol y timol, extraído de la planta de menta y de tomillo respectivamente.
En primer plano dos sólidos y un DES en proceso, en el fondo el DES que ya se ha formado con una capa de agua encima. Crédito:Bart van Overbeeke
La importancia de un DES repelente al agua
Los DES solubles en agua no son nuevos:la literatura científica que data de 1918 describe que una mezcla de dos polvos a veces puede formar un líquido. Sin embargo, Pasó hasta 2015 antes de que los investigadores de TU / e, Dannie van Osch y sus colegas, desarrollaran un DES hidrofóbico. La importancia de un solvente repelente al agua es significativa porque es capaz de eliminar los contaminantes del agua. A menudo se realizan extracciones de este tipo, pero son difíciles y dañinos para el medio ambiente. Van Osch demostró que con un DES repelente al agua es posible eliminar iones de metales (pesados), ácidos grasos, y vitamina B2 del agua.
La investigación futura se centrará en determinar los diagramas de fase de DES hechos de varios ingredientes:en qué proporciones se vuelve líquida la mezcla de polvos y cuáles son sus cualidades relacionadas con la solubilidad. Es más, Se ha estudiado la solubilidad del CO2 en estos disolventes sostenibles. Una aplicación potencial para esto es la captura de CO2. Además, los costos de producción de DES deben reducirse antes de que la industria química pueda adoptar completamente el DES.
