Mar11122019

Última actualizaciónLun, 11 Nov 2019 1pm

Back Está aquí: Inicio Nuevos materiales Ofertas tecnológicas Aerogeles de óxido de grafeno ultraligeros, elásticos y altamente porosos

Aerogeles de óxido de grafeno ultraligeros, elásticos y altamente porosos

En el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona del CSIC han desarrollado y patentado un método basado en CO2 supercrítico para fabricar aerogeles de óxido de grafeno ultraligeros, a gran escala y de forma sostenible. El material, similar a una esponja, posee grupos oxigenados adecuados para realizar transformaciones químicas a la carta para cualquier aplicación deseada. Se buscan socios industriales para su desarrollo y explotación.

Muestras de aerogel, con detalle ampliado de su estructura y su resistencia mecánica (puede soportar centenares de veces su propio peso).El grafeno y sus derivados, entre los que se encuentra el óxido de grafeno, son materiales con características muy interesantes, y cuyas aplicaciones son tan relevantes que se pueden emplear en campos tales como la electrónica, el almacenamiento de energía, el medio ambiente, o incluso en tecnología médica.

El óxido de grafeno se diferencia del grafeno en que el primero posee grupos oxigenados en su estructura. Estos grupos pueden actuar como “anzuelo” para modificar convenientemente el material, es decir, a través de ellos, se pueden enlazar moléculas o grupos de moléculas necesarios para cualquier aplicación deseada. Entre los materiales más interesantes basados en óxido de grafeno, se encuentran los aerogeles de óxido de grafeno.

En general, para obtener aerogeles de óxido de grafeno se usan disolventes (como el etanol) en procesos a altas temperaturas, a fin de desencadenar la transformación buscada. Pero normalmente el resultado es un óxido de grafeno reducido (rGO, del inglés reduced Graphene Oxide), en el que se han perdido muchos de los grupos oxigenados y que deben actuar de “anzuelo”.

En el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) del CSIC han desarrollado un método sostenible basado en el uso de CO2 supercrítico que no destruye el material. El resultado son aerogeles ultraligeros, elásticos y muy porosos de óxido de grafeno.

Esta nueva tecnología, publicada en la revista Chemistry. A European Journal, se ha patentado por el CSIC, y actualmente se buscan socios industriales para su desarrollo y explotación.

Ana M. López-Periago, investigadora del grupo de “Fluidos supercríticos y materiales funcionales” del ICMAB, explica “Con el CO2 supercrítico se pueden fabricar, a gran escala y de manera sostenible, esponjas de óxido de grafeno ultraligeras. Este material posee en su estructura los grupos oxigenados adecuados para realizar transformaciones químicas à la carte necesarias para cada tipo de aplicación".

“Hemos conseguido aerogeles de óxido de grafeno que tienen, aproximadamente, el tamaño del filtro de cigarrillo, y un peso de apenas 3 miligramos, lo que los convierte en un material extraordinariamente ligero” afirma López-Periago.

El material es elástico, recupera la forma como una goma, es muy poroso y tiene una gran área superficial (100-250 m2/g). Esa gran área superficial le permite tener más espacio útil para incorporar moléculas funcionales.

Otra ventaja de los aerogeles respeto a otras formas del compuesto es que, a nivel de producción, se evitaría tener que trabajar con polvo de óxido de grafeno o de grafeno. “Es mucho más limpio trabajar con pequeñas piezas de aerogel que con polvo: su manipulación es más fácil y hay menor riesgo de dispersión y contaminación” concluye López-Periago.

Los aerogeles de óxido de grafeno se podrían usar en filtros para separar gases nocivos, en supercondensadores, baterías o en catálisis, entre otros. En realidad, las aplicaciones son muy diversas y dependen de las moléculas funcionales que se puedan incorporar. El ICMAB acaba de solicitar un proyecto FET-OPEN con una empresa para desarrollar una de estas posibles aplicaciones.

Articulo de referencia:

Preparation and Characterization of Graphene Oxide Aerogels: Exploring the Limits of Supercritical CO2 Fabrication Methods. Alejandro Borrás, Gil Gonçalves, Gregorio Marbán, Stefania Sandoval, Susana Pinto, Paula A. A. P. Marques, Julio Fraile, Gerard Tobias, Ana M. López-Periago, and Concepción Domingo. Chem. Eur. J. 2018, 24, 15903 – 15911.

Contacto:

Virginia Cousté
Parc de Recerca UAB (CSIC–IRTA–UAB)
Tel.: + 34 935868831
Correo-e: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.