Desarrollan un material biodegradable para conseguir una descontaminación más eficiente del aire de las ciudades

La contaminación del aire y su alta concentración en las ciudades es una de las problemáticas que enfrenta hoy día la sociedad, debido a los efectos perjudiciales de ésta sobre el medioambiente, pero también sobre la salud humana. Una de las causas de esta contaminación es el aumento de las emisiones de óxidos de nitrógeno, mayormente producidos por el uso de combustibles fósiles.

De izquierda a derecha los investigadores Zoilo González, Eduardo Espinosa, Sergio Carrasco, Alejandro Rodríguez y Manuel Cruz.

Mientras se produce la reducción de la emisión de estos gases, la fotocatálisis se revela como una herramienta para descontaminar el aire de las ciudades: se crean materiales denominados semiconductores que, al entrar en contacto con el contaminante y bajo el efecto de la luz ultravioleta, provocan que el contaminante se degrade, reduciendo así su concentración en el aire.

Con el objetivo de avanzar en la obtención de estos materiales han trabajado dos grupos de investigación de la Universidad de Córdoba pertenecientes al Instituto Químico para la Energía y el Medioambiente (IQUEMA) y al Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería Química. El equipo formado por los grupos BioPrEn y Química Inorgánica ha obtenido materiales biodegradables para fijar nanopartículas con actividad fotocatalítica (en este caso dióxido de titanio) que aumentan el poder fotocatalítico y, por tanto, el efecto descontaminante.

Los avances de este trabajo consisten en «por un lado la creación del soporte biodegradable basado en nanocelulosa, obtenida a partir de un residuo agrícola y, por otro lado, el desarrollo de un proceso de modificación superficial de esas nanopartículas que nos permite tener una mayor dispersión e inmovilización de las mismas en el soporte y, por tanto, una mayor actividad fotocatalítica», explica uno de los autores del artículo, el investigador Eduardo Espinosa.

El progreso es doble: se consigue crear un material sostenible valorizando un residuo agrícola (incidiendo en la economía circular) y se hace más sencillo el proceso de fijación de las nanopartículas fotocatalizadoras en ese soporte biodegradable. El beneficio es, en realidad, exponencial, ya que a lo anterior se suma como resultado una mayor descontaminación del aire debido a la porosidad y la condición tridimensional del material, que permite un mayor contenido de partículas fotocatalíticas que quedan expuestas a la luz ultravioleta, si se compara con un material opaco o en el que sólo hay una superficie expuesta a la luz.

¿Y cómo es? ¿En qué lugar se utilizan?

Quien se enfrente a este material físicamente verá una espuma ligera, sólida, pero con muy poca densidad parecida a los recubrimientos aislantes que se vienen usando en construcción o a los populares «gusanitos» de maíz. Para ejercer la descontaminación «se puede usar a modo de filtro poroso por el que pasaría la corriente gaseosa, siempre expuesto a la luz ultravioleta, y el gas saldría descontaminado», señala Espinosa. Así, los gases emitidos en la industria, por ejemplo, saldrían casi limpios de óxidos de nitrógeno.

Muestra del material obtenido.

Un paso más en esta investigación pasaría por modificar la partícula fotocatalítica de manera que fuese más sensible a la luz del espectro visible, sin tener que recurrir a fuentes ultravioletas. Así, el poder fotocatalizador se activaría sólo con la luz solar y este tipo de tecnología se podría aplicar a textiles y otro tipo de materiales que estarían reduciendo la concentración de gases sólo con la exposición al sol.

Referencias:

Carrasco, Sergio & Espinosa Víctor, Eduardo & González, Zoilo & Cruz-Yusta, Manuel & Sánchez, Luis & Rodríguez, Alejandro. (2023). Simple Route to Prepare Composite Nanocellulose Aerogels: A Case of Photocatalytic De-NO x Materials Application. ACS Sustainable Chemistry &Engineering. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c06170