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Materiales de tierras raras de aguas residuales

11.11.2013

Los elementos de tierras raras (REE) son necesarios en muchos dispositivos modernos, como las baterías de automóviles híbridos y los televisores de pantalla plana. Estos elementos, como su nombre lo indica, son muy escasos, pero los científicos informan del desarrollo de un nuevo método que permitirá obtener elementos de tierras raras a partir de aguas residuales. El proceso, según los autores del proyecto, es beneficioso tanto desde el punto de vista económico como medioambiental.

Zhang Lin y sus colegas señalan que los materiales de tierras raras como el terbio (un metal blando y plateado que se puede cortar con un cuchillo) se utilizan en la fabricación como superimanes, catalizadores o superconductores. Terbium es indispensable en la producción de automóviles, televisores, equipos portátiles y mucho más. Se supone que la demanda de este metal solo crecerá, pero según los cálculos de las reservas actuales, durará unos 30 años, lo que hace que los especialistas piensen seriamente en métodos alternativos para extraer elementos de tierras raras.

Los científicos ya han intentado aislar elementos de tierras raras de las aguas residuales, pero hasta ahora estos intentos han sido demasiado costosos y poco prácticos. El principal problema es que estos elementos suelen encontrarse en el agua en concentraciones muy bajas. Sin embargo, son las aguas residuales las que todavía se consideran una fuente para la obtención de los materiales más importantes para la producción.

Un equipo de investigadores dirigido por Zhang Lin sabía que el hidróxido de magnesio nanoestructurado era muy eficaz para eliminar ciertos metales y colorantes de las aguas residuales. Por lo tanto, los científicos decidieron comprender cómo funciona este compuesto y si eliminará de manera efectiva los elementos de tierras raras disueltos en el agua.

Para probar su hipótesis, los investigadores produjeron partículas de hidróxido de magnesio nanoestructuradas de bajo costo con forma de flores (cuando se observan a través de un potente microscopio). La experiencia ha demostrado que este nanomaterial capturó más del 85% de las tierras raras disueltas en las aguas residuales.

Reciclar elementos de tierras raras de las aguas residuales no solo salva los recursos raros de la Tierra y protege el medio ambiente, sino que también aporta importantes beneficios económicos, dicen los autores del proyecto. En su opinión, un nuevo método para extraer materiales de tierras raras del agua tendrá un enorme potencial de producción.

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En producción, durante la fabricación del plástico, se agrega un estabilizador especial que contiene antioxidantes para que el producto no se descomponga. Los científicos explican que la fotooxidación se puede evitar gracias a los estabilizadores de luz, y los antioxidantes son necesarios para prevenir los procesos termooxidativos.

Las uvas contienen compuestos químicos llamados polifenoles. Sirven como antioxidantes naturales que evitan procesos químicos durante los cuales el material se destruye debido a que la molécula pierde sus electrones.

Como resultado del secado de residuos de uva en un horno de microondas, los científicos extrajeron un polvo de color marrón claro que contenía polifenoles. Después de eso, se combinó con polipropileno fundido, que generalmente se usa en el proceso de fabricación de vajillas desechables o reutilizables.

Los investigadores probaron el material terminado. Se probó la resistencia del plástico: utilizando rayos ultravioleta, se dirigieron fuertes corrientes de aire y también se enviaron a un horno con temperaturas de 80 y 90 grados.

Los expertos señalaron que el material plástico que utiliza polifenoles de uva pudo durar 27 horas en la cámara de envejecimiento ligero. Mientras que el plástico sin estabilizador duró 2 horas menos.

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