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Adsorbente en lugar de frío

10.11.2018

En el mundo actual, estamos rodeados por todos lados de polímeros. Hay tantos de ellos que los desechos de polímeros son un problema grave para los océanos, pero aquí, como dicen, ellos mismos tienen la culpa. Sin embargo, además del problema de los residuos, existe otro.

El hecho es que la producción de polímeros es un proceso muy costoso en términos de energía. Por ejemplo, antes de que se pueda fabricar una bolsa convencional con polietileno, el propio polietileno primero debe fabricarse con etileno. Y antes, hazte con el etileno, porque no se encuentra en la naturaleza. El etileno se produce a partir de otros hidrocarburos mediante un proceso llamado pirólisis: las materias primas de los hidrocarburos se calientan en un aparato especial, como resultado de lo cual las moléculas grandes se deshacen en otras más pequeñas, entre las que se encuentra el etileno. Pero además del etileno que necesitamos, se forman muchas más sustancias diferentes que deben eliminarse de alguna manera de esta mezcla, porque el etileno debe tener un grado de pureza muy alto para producir polietileno.

El proceso de separación y purificación es la piedra angular de toda producción química. No es tan difícil obtener alguna sustancia, es difícil separarla de otras más tarde. Para estos fines, las fábricas cuentan con enormes instalaciones, y también consumen recursos en proporción. La principal impureza problemática del etileno es su "hermano" químico prácticamente nativo, el etano. Ambos son muy similares en sus propiedades y por lo tanto es muy difícil separarlos entre sí. Para ello, las plantas construyen plantas criogénicas complejas que purifican el etileno a partir del etano a baja temperatura y alta presión. Naturalmente, esto no solo encarece la producción, sino que también conduce a emisiones innecesarias al medio ambiente y al consumo de recursos.

Una posible solución al problema es el uso de adsorbentes. En lugar de enfriar, comprimir y calentar millones de toneladas de una mezcla de gases, sería bueno pasarla por algún tipo de filtro que adsorbiera etano y diera etileno puro a la salida. Los investigadores han estado luchando durante años para crear tales materiales. Hace algunos años, el etano y el etileno se separaron utilizando marcos organometálicos (MOF), pero con un "pero" muy significativo. El adsorbente desarrollado retuvo el etileno, pero, por el contrario, dejó pasar el etano. Es decir, la separación ocurrió al revés: no se limpió el etileno del etano, sino el etano del etileno. Teniendo en cuenta que en condiciones reales la mezcla contiene mucho más etileno, se obtuvo un trabajo extra, que no fue mejor que la separación criogénica.

Investigadores de China y EE. UU. han dado a conocer una sustancia que elimina el etano de una mezcla sin tocar el etileno. Este adsorbente es una estructura de marco orgánico de metal a base de hierro, sin embargo, a diferencia de los diseños anteriores, los átomos de oxígeno se colocaron en los átomos de hierro. Tal estructura molecular resultó ser capaz de unirse de manera efectiva a las moléculas de etano, mientras que las moléculas de etileno no se unieron a tales "receptores". Como resultado, el adsorbente resultante se volvió capaz de separar "correctamente" la mezcla de etano-etileno en una etapa: unir etano y pasar etileno.

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Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

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Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

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Principal factor de riesgo para la adicción al juego 07.05.2024

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El ruido del tráfico retrasa el crecimiento de los polluelos 06.05.2024

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La gravedad puede crear luz. 20.04.2023

El trabajo de los investigadores de la Universidad Tecnológica de Swinburne mostró que en las exóticas condiciones del universo primitivo, las ondas gravitacionales podían perturbar el espacio-tiempo con tanta fuerza que creaban espontáneamente emisión de luz.

Cuando te sientas en un columpio y quieres columpiarte más fuerte, comienzas a mover las piernas hacia adelante y hacia atrás. Rápidamente encuentras el ritmo adecuado para hacer swing en el momento adecuado. Este tipo especial de fenómeno se conoce en física como resonancia paramétrica. Cuando sus piernas se mueven a la frecuencia de resonancia del sistema, pueden transferir energía al sistema, lo que hace que el swing se eleve más.

Este tipo de resonancias se encuentran en todas partes, y un equipo de investigadores descubrió que una forma exótica de resonancia paramétrica podría haberse originado en el universo muy primitivo.

Quizás uno de los fenómenos más importantes en toda la historia del universo fue la inflación. Este es un evento hipotético que sucedió cuando nuestro universo era menos de un segundo. Durante la inflación, el cosmos se expandió en proporciones enormes, volviéndose muchos órdenes de magnitud más grande. El final de la inflación debe haber sido muy caótico ya que las ondas gravitacionales salpicaron en todas las direcciones a través del espacio.

Por lo general, las ondas gravitacionales son muy débiles. Se tuvieron que construir detectores que pudieran medir vibraciones más pequeñas que el ancho de un núcleo atómico para detectar las ondas gravitacionales que pasan a través de la Tierra. Pero los investigadores señalan que en el universo muy primitivo, estas ondas gravitacionales podrían volverse muy fuertes. En aquellos lugares donde eran más fuertes, las olas podían dar una cantidad excepcional de energía.

Los autores del trabajo calcularon que esto podría tener graves consecuencias para el campo electromagnético que existía en ese momento en el Universo primitivo. Las áreas de gravedad intensa podrían despertar el campo electromagnético lo suficiente como para liberar parte de su energía en forma de radiación, creando luz.

Este resultado da lugar a un fenómeno completamente nuevo: la generación de luz únicamente debido a la gravedad. No hay situaciones en el universo moderno en las que esto pueda suceder, pero los físicos han demostrado que el universo primitivo era un lugar mucho más extraño de lo que uno podría imaginar.

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