Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han realizado una contribución significativa para resolver el problema global de los desechos plásticos. creando una forma de convertir los desechos de las botellas de plástico en aerogeles para muchas aplicaciones útiles.

Las botellas de plástico suelen estar hechas de tereftalato de polietileno (PET), que es el plástico más reciclado del mundo. Los aerogeles de PET desarrollados por el equipo de investigación liderado por NUS utilizando residuos de botellas de plástico, una primicia mundial, son blandos, flexible, durable, extremadamente ligero y fácil de manejar. También demuestran un aislamiento térmico superior y una gran capacidad de absorción. Estas propiedades los hacen atractivos para una amplia gama de aplicaciones, como para el aislamiento térmico y acústico en edificios, limpieza de derrames de petróleo, y también como un revestimiento liviano para abrigos de bombero y máscaras de absorción de dióxido de carbono que podrían usarse durante las operaciones de rescate y escape de incendios.

Este trabajo pionero fue logrado por un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Hai Minh Duong y el profesor Nhan Phan-Thien del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de NUS. La tecnología para producir aerogeles de PET se desarrolló en colaboración con el Dr. Xiwen Zhang del Instituto de Tecnología de Fabricación de Singapur (SIMTech) dependiente de la Agencia para la Ciencia. Tecnología e Investigación (A * STAR).

Reciclaje de residuos de botellas de plástico

Los residuos plásticos son tóxicos y no biodegradables. Estos desechos a menudo terminan en océanos y vertederos, afectando la vida marina y causando problemas como la contaminación de las aguas subterráneas y la escasez de tierras. Globalmente el consumo anual de botellas de plástico ha aumentado constantemente, y se espera que supere el medio billón de toneladas por año para 2021.

"Los residuos de botellas de plástico son uno de los tipos de residuos plásticos más comunes y tienen efectos perjudiciales para el medio ambiente. Nuestro equipo ha desarrollado una Método ecológico y rentable para convertir los residuos de botellas de plástico en aerogeles de PET para muchos usos interesantes. Se puede reciclar una botella de plástico para producir una hoja de aerogel PET de tamaño A4. La tecnología de fabricación también es fácilmente escalable para la producción en masa. De este modo, podemos ayudar a reducir el daño ambiental nocivo causado por los desechos plásticos, ", dijo el profesor adjunto Duong.

Aerogeles de PET versátiles

El equipo de investigación tardó dos años (de agosto de 2016 a agosto de 2018) en desarrollar la tecnología para fabricar aerogeles de PET. Este trabajo fue publicado en la revista científica Coloides y superficies A en agosto de 2018.

"Nuestros aerogeles de PET son muy versátiles. Podemos darles diferentes tratamientos superficiales para personalizarlos para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, cuando se incorpora con varios grupos metilo, los aerogeles de PET pueden absorber grandes cantidades de aceite muy rápidamente. Basado en nuestros experimentos, funcionan hasta siete veces mejor que los sorbentes comerciales existentes, y son muy adecuados para la limpieza de derrames de petróleo, "añadió el profesor Nhan.

Abrigos de bombero más ligeros y seguros

Otra aplicación novedosa es aprovechar la propiedad de aislamiento térmico de los aerogeles de PET para aplicaciones de seguridad contra incendios.

Los abrigos de bombero existentes son voluminosos y a menudo se usan con otros equipos de respiración y seguridad. Esto podría afectar a los bomberos, especialmente durante operaciones prolongadas.

Cuando se recubre con productos químicos retardadores de fuego, el novedoso aerogel de PET ligero demuestra una estabilidad y una resistencia térmica superiores. Puede soportar temperaturas de hasta 620 grados Celsius, esto es siete veces más alto que el revestimiento térmico utilizado en los abrigos de bombero convencionales. pero pesa solo alrededor del 10 por ciento del peso del revestimiento térmico convencional. La naturaleza suave y flexible del aerogel PET también proporciona una mayor comodidad.

El profesor Nhan explicó:"Al adoptar aerogeles de PET que están recubiertos con retardadores de fuego como material de revestimiento, los abrigos de bombero se pueden hacer mucho más ligeros, más seguro y más barato. También es posible producir chaquetas resistentes al calor de bajo costo para uso personal ".

Máscara 2 en 1 que absorbe el dióxido de carbono y las partículas de polvo nocivas.

Cuando se recubre con un grupo amina, el aerogel de PET puede absorber rápidamente dióxido de carbono del medio ambiente. Su capacidad de absorción es comparable a los materiales utilizados en las máscaras de gas, que son costosos y voluminosos. Para ilustrar esta aplicación, El equipo incorporó una capa delgada de aerogel PET en una máscara comercial de partículas finas para crear un prototipo de máscara que puede absorber tanto las partículas de polvo como el dióxido de carbono de manera efectiva.

El profesor Nhan dijo:"En países muy urbanizados como Singapur, las máscaras de absorción de dióxido de carbono y las chaquetas resistentes al calor fabricadas con aerogeles de PET se pueden colocar junto a los extintores de incendios en edificios de gran altura para brindar protección adicional a los civiles cuando escapan de un incendio ".

"Las máscaras revestidas con aerogeles de PET reforzados con aminas también pueden beneficiar a las personas que viven en países como China, donde la contaminación del aire y las emisiones de carbono son preocupaciones importantes. Tales máscaras se pueden producir fácilmente, y también potencialmente puede volverse reutilizable, "añadió el profesor adjunto Duong.

Los investigadores de NUS también están estudiando la posibilidad de realizar una modificación simple de la superficie de los aerogeles de PET para la absorción de gases tóxicos como el monóxido de carbono. que es el componente más letal del humo.

En su trabajo anterior, el equipo de investigación había convertido con éxito los desechos de papel y moda en aerogeles de celulosa y algodón, respectivamente. Junto con esta última innovación que implica el reciclaje de residuos de botellas de plástico en aerogeles, El equipo de NUS fue galardonado recientemente con el primer lugar en la categoría de Tecnologías Sostenibles del Concurso de Diseño Create the Future 2018 de Tech Briefs.