Se pueden hacer canales abiertos que transportan agua con una nueva formulación de cemento que purificará el agua a través de la exposición al sol a medida que fluye hacia su destino. Crédito:Departamento del Interior de Estudios Geológicos de EE. UU. / USGS
Los investigadores han encontrado la fórmula correcta para mezclar un cemento que cumple una doble función como material estructural y un purificador de agua fotocatalítico pasivo con un medio de reposición incorporado:simplemente lijar la superficie del material para refrescar la calidad fotocatalítica.
Encontraron esta receta utilizando algunos experimentos de laboratorio físicos muy precisos, cuyos datos luego se amplificaron en gran medida utilizando un método computacional llamado combinatoria que probó miles de combinaciones de compuestos de cemento y sus cualidades fotocatalíticas.
Los resultados, dicen los investigadores de C-Crete Technologies y Rice University, indican que los propios ingredientes son más importantes que la estructura molecular del cemento o el tamaño de partícula del fotocatalizador utilizado. Esta investigación ofrece no solo un hallazgo importante para el cemento, como la necesidad de hacer concreto y su ingrediente principal, cemento, más ecológico es un objetivo de mucha investigación en curso, pero la metodología es prometedora para el desarrollo de otros productos ecológicos, materiales multifuncionales.
Los hallazgos podrían aplicarse al cemento utilizado en "carreteras, bayous, canales, estacionamientos, en cualquier lugar donde el agua que se lava sobre la superficie del concreto esté expuesta al sol, "dice Rouzbeh Shahsavari, presidente de C-Crete Technologies, autor principal del artículo que apareció en línea el 27 de abril en la revista Langmuir . "Dado que los experimentos suelen ser costosos, difícil y lento, lo interesante de este trabajo es que ahora podemos analizar resultados experimentales limitados con nuestro novedoso enfoque combinatorio y aún así obtener conocimientos y correlaciones significativas que se habrían obtenido convencionalmente mediante cientos o miles de experimentos ".
Cemento fotocatalítico con n-TiO2 para tratamiento de aguas. El contenido optimizado de belita y ferrita en el cemento mejora la eficiencia fotocatalítica. Crédito:Pamela Zuniga Fallas y Dr. Pedro Alvarez de Rice University y Dr. Rouzbeh Shahsavari de C-Crete Technologies
"En general, Este método puede aplicarse no solo a aplicaciones de purificación de agua o cementos, sino también a otras áreas en el descubrimiento de materiales que enfrentan datos experimentales limitados y escasos. Hemos desarrollado una tecnología de plataforma que ayuda a los equipos de desarrollo a reducir los costos de su I + D y crear materiales completamente novedosos con propiedades multifuncionales y sin precedentes ", dice Shahsavari.
Los investigadores utilizaron cinco tipos de cemento fácilmente disponibles, nueve tipos de dióxido de titanio fotocatalizador y dos contaminantes comunes:naranja de metilo, una sustancia cancerígena, y dioxano, un posible compuesto cancerígeno; ambos se encuentran comúnmente en el agua potable. De los cinco cementos, Cemento Portland blanco, dos tipos de cementos Portland a base de cenizas volcánicas, y un cemento fotoactivo disponible comercialmente, todos demostraron tener la calidad fotocatalítica reponible. El cemento más común, cemento Portland ordinario No.
"Básicamente, Ajustar la composición del cemento, incluida su belita y ferrita, contribuirá en gran medida a la fotocatálisis, mientras que las propiedades mecánicas permanecen esencialmente sin cambios. "dice Shahsavari.
