Científicos de polímeros de la Universidad de Groningen y la Universidad de Ciencias Aplicadas de NHL Stenden, ambos en Holanda, han desarrollado una membrana de polímero a partir de ácido málico de base biológica. Es una membrana de resina epoxi vitrimérica superampifílica que se puede utilizar para separar agua y aceite. Esta membrana es totalmente reciclable. Cuando los poros están bloqueados por incrustaciones, se puede despolimerizar, limpiar y posteriormente presionar en una nueva membrana. Se publicó en la revista un artículo que describe la creación de esta membrana Materiales avanzados el 7 de marzo 2021.

¿Cómo se limpia un derrame de petróleo en agua? Esto es todo un desafío. Membranas superanfifílicas, que "aman" tanto el aceite como el agua, son una solución prometedora pero aún no muy práctica. Estas membranas a menudo no son lo suficientemente robustas para su uso fuera del entorno del laboratorio y los poros de la membrana pueden obstruirse como resultado de la suciedad de las algas y la arena. Chongnan Ye y Katja Loos de la Universidad de Groningen y Vincent Voet y Rudy Folkersma de NHL Stenden utilizaron un tipo de polímero relativamente nuevo para crear una membrana que es fuerte y fácil de reciclar.

Red dinámica

En años recientes, los investigadores de ambos institutos se han unido para investigar los plásticos vitrímeros, Materiales poliméricos que tienen las propiedades mecánicas y la resistencia química de un plástico termoestable. Sin embargo, Los plásticos vitriméricos también pueden comportarse como un termoplástico, ya que se pueden despolimerizar y reutilizar. Esto significa que un plástico vitrímero tiene todas las cualidades para ser una buena membrana para la remediación de derrames de petróleo. "Es más, estaba hecho de ácido málico, un monómero natural, "agrega Loos.

"Los polímeros del vitrímero están reticulados de manera reversible, "explica Voet." Forman una red dinámica, que permite el reciclaje de la membrana. "El vitrímero se produce a través de la polimerización de apertura de anillo catalizada por una base entre ácido málico de base biológica prístino y modificado con epoxi. Los polímeros se muelen en un polvo mediante molienda de bolas y se convierten en una membrana porosa a través del proceso de sinterización.

Tanto el agua como el aceite se esparcirán sobre la membrana superampifílica resultante. En un derrame de petróleo hay mucha más agua que aceite, lo que significa que la membrana está cubierta por agua que luego puede pasar a través de los poros. Voet:"La película de agua en la superficie de la membrana mantiene el aceite fuera de los poros para que se separe del agua".

La membrana es lo suficientemente firme como para filtrar el aceite del agua. Cuando la arena y las algas obstruyen los poros, la membrana se puede despolimerizar y recrear a partir de los bloques de construcción después de eliminar los contaminantes. "Hemos probado esto en una escala de laboratorio de unos pocos centímetros cuadrados, "dice Loos." Y estamos seguros de que nuestros métodos son escalables, tanto para la síntesis de polímeros como para la producción y el reciclaje de la membrana ”. Los científicos esperan que un socio industrial emprenda un mayor desarrollo.

La creación de esta nueva membrana para la remediación de derrames de petróleo muestra el poder de la cooperación entre una universidad de investigación y una universidad aplicada. "Hace un tiempo, decidimos que los grupos de polímeros en los dos institutos deberían convertirse en uno, compartiendo estudiantes, personal e instalaciones. Recientemente iniciamos el primer grupo de investigación híbrida en los Países Bajos, "explica Loos. Esto facilita la búsqueda de aplicaciones para materiales de nuevo diseño. Voet añade:"Los químicos de polímeros se esfuerzan por vincular las estructuras moleculares con las propiedades y aplicaciones de los materiales. Nuestro equipo de investigación híbrida tiene la experiencia para hacer precisamente eso".