{"id":141,"date":"2012-01-31T21:01:38","date_gmt":"2012-01-31T20:01:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/?p=141"},"modified":"2012-05-25T22:33:51","modified_gmt":"2012-05-25T21:33:51","slug":"filtros-ultrafinos-de-carbono","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/2012\/01\/31\/141\/","title":{"rendered":"Filtros ultrafinos de carbono"},"content":{"rendered":"

Por Gustavo R. Plaza<\/a><\/strong> (Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid)<\/p>\n

Un tema importante en la investigaci\u00f3n actual es el desarrollo de filtros que permitan separar diferentes l\u00edquidos o gases, siendo primordial el tratamiento y purificaci\u00f3n de agua y tambi\u00e9n la purificaci\u00f3n de disolventes org\u00e1nicos<\/a> en actividades relacionadas con la energ\u00eda, la industria qu\u00edmica o el medioambiente.<\/p>\n

En el \u00faltimo n\u00famero<\/a> de la revista Science<\/em> se han publicado dos trabajos que estudian membranas ultrafinas cuyo componente fundamental es el carbono<\/a> y que act\u00faan como filtros muy selectivos para el agua o para disolventes org\u00e1nicos. Las estrategias empleadas en estos filtros son diferentes: en el primer caso el material contiene poros que s\u00f3lo permiten el paso de la sustancia deseada, y en el segundo la sustancia pasa por difusi\u00f3n a trav\u00e9s del material sin poros.<\/p>\n

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L\u00e1mina de \u00f3xido de grafeno desarrollada por el grupo del Profesor Geim (C&EN)<\/figcaption><\/figure>\n

El <\/a>trabajo del grupo del Profesor Izume Ichinose<\/a>, del National Institute for Materials Science de Jap\u00f3n, muestra el desarrollado de l\u00e1minas de carbono, de un espesor de unos 20nm (1nm es la millon\u00e9sima parte de 1mm) con poros de tama\u00f1o cercano a 1nm. En el material, algunos \u00e1tomos de carbono est\u00e1n unidos por enlaces covalentes a cuatro \u00e1tomos vecinos (como ocurre en el diamante) y otros \u00e1tomos est\u00e1n unidos a tres \u00e1tomos (como ocurre en el grafito). Estas l\u00e1minas permiten el paso de disolventes org\u00e1nicos, con flujos del orden de cientos de litros por metro cuadrado y por hora, 1000 veces superiores a los flujos en filtros industriales. El tama\u00f1o nanom\u00e9trico de los poros impide el paso de las mol\u00e9culas m\u00e1s grandes disueltas en el disolvente. Para obtener las l\u00e1minas, estos investigadores realizaron un proceso de deposici\u00f3n qu\u00edmica de vapor (chemical vapor deposition) de mol\u00e9culas de acetileno y otros precursores.<\/p>\n

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Representaci\u00f3n de una l\u00e1mina de grafeno, esto es, una l\u00e1mina formada for \u00e1tomos de carbono, con un espesor de un \u00e1tomo.<\/figcaption><\/figure>\n

Independientemente, en la Universidad de M\u00e1nchester (Reino Unido), el grupo del Profesor Andre K. Gein ha obtenido l\u00e1minas de \u00f3xido de grafeno<\/a> con un espesor cercano a 1 micra (una mil\u00e9sima parte de 1mm). El Profesor Gein recibi\u00f3 en 2010 el Premio Nobel de F\u00edsica por sus trabajos con grafeno (l\u00e1mina de carbono con espesor de un \u00e1tomo). Ahora, las membranas microm\u00e9tricas est\u00e1n compuestas por planos paralelos de \u00f3xido de grafeno, y permiten el paso del vapor de agua a trav\u00e9s de ellas pr\u00e1cticamente sin oponer resistencia, pero impiden el paso de las dem\u00e1s mol\u00e9culas que han utilizado los investigadores. Estas l\u00e1minas son higrosc\u00f3picas, es decir, absorben agua si la humedad ambiental es elevada, y esta absorci\u00f3n da lugar a una dilataci\u00f3n del material. La sorprendente permeabilidad al paso del agua s\u00f3lo se observa cuando la humedad ambiental es elevada y los investigadores creen que es debido a que el agua absorbida, que aumenta la distancia entre planos de \u00f3xido de grafeno, facilita la difusi\u00f3n de las mol\u00e9culas de agua.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Gustavo R. Plaza (Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid) Un tema importante en la investigaci\u00f3n actual es el desarrollo de filtros que permitan separar diferentes l\u00edquidos o gases, siendo primordial el tratamiento y purificaci\u00f3n de agua y tambi\u00e9n la purificaci\u00f3n de disolventes org\u00e1nicos en actividades relacionadas con la energ\u00eda, la industria qu\u00edmica o el medioambiente. En el \u00faltimo n\u00famero de la revista Science se han publicado dos trabajos que estudian membranas ultrafinas cuyo componente fundamental es el carbono y que act\u00faan como filtros muy selectivos para el agua o para disolventes org\u00e1nicos. Las estrategias empleadas en estos filtros son diferentes: en\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":187,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[16826,2399],"tags":[16853,13989,2397],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/141"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/users\/187"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=141"}],"version-history":[{"count":19,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/141\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":479,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/141\/revisions\/479"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=141"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=141"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=141"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}