Impronta de la nanotecnología en la problemática ambiental

Desde celdas generadoras de energía con la humedad ambiente hasta un ecopegamento de nanocristales naturales.

Nanocristales de celulosa [Wikimedia Commons]

Las incesantes innovaciones de la Nanotecnología en nanomateriales, nanofotónica, nanoeléctrónica, nanorrobots, nanotecnología ambiental y nanomedicina generan el contexto para encarar nuevas soluciones tecnológicas a los problemas originados por el cambio climático.

En tal sentido se publicó el 17 de febrero del año 2020, en la Revista Nature, el artículo Power generation from ambient humidity using protein nanowires, en el cual se presenta un dispositivo denominado “generador alimentado por aire”. El dispositivo contiene nanocables de proteínas conductores de la electricidad producidos por el microbio Geobacter. Una película delgada de nanocables de proteínas descansa en la parte inferior de la celda sobre un electrodo, mientras que otro más pequeño cubre solo una parte de la película en la parte superior. Esta absorbe el vapor de agua de la atmósfera y mediante una combinación conductividad eléctrica y fenómenos químicos en la superficie, junto con los poros finos entre los nanocables dentro de la película, se establecen las condiciones para generar una corriente eléctrica entre los dos electrodos.

La exposición a la humedad atmosférica es esencial debido a que los nanocables de proteína adsorben agua, generando el gradiente de voltaje en el dispositivo. La celda con un área superficial de 5×10 mm² genera una diferencia de potencial de ~0.5 V. La nueva tecnología desarrollada es no contaminante, renovable, de bajo costo y permite hacer paneles capaces de generar energía con la humedad ambiente. Tiene ventajas significativas sobre otras formas de energía renovable, como la solar y la eólica, porque a diferencia de estas otras fuentes, no requiere luz solar o viento, e incluso puede funcionar en interiores.

Otro ejemplo está vinculado a un ecopegamento producido con nanocristales naturales. Se detalla en el artículo Exploiting Supramolecular Interactions from Polymeric Colloids for Strong Anisotropic Adhesion between Solid Surface, publicado en Advanced Materials. Nanocristales de celulosa (CNC) derivados de plantas pueden formar un adhesivo capaz de integrar simultáneamente los conceptos de sostenibilidad, rendimiento y costo. Una sola gota de una suspensión de nanocristales de celulosa (134 ± 52 nm de longitud) desarrolla una estructura jerárquica altamente ordenada que se traduce en una fuerte adherencia anisotrópica (propiedad general de la materia según la cual cualidades varían según la dirección) entre las superficies durante el autoensamblaje inducido por evaporación confinada.

El nuevo ecopegamento desarrolla toda su resistencia en una dirección preferida. Al tratar de separar los componentes pegados a lo largo del plano principal de la unión, la resistencia es más de 70 veces mayor en comparación con la dirección perpendicular a ese plano. Todo esto significa que solo una gota del pegamento ecológico tiene suficiente resistencia para soportar hasta 90 kg de peso, pero si es necesario, se puede quitar (separar) fácilmente solo tocando con el dedo.

Así pues, estos son solo dos nuevos ejemplos de una cantidad muy importante de innovaciones nanotecnológicas destinadas a dar soluciones concretas a la problemática del cambio climático a través de la utilización racional intensiva de las nuevas tecnologías.

Autor: Doctor Alberto Luis D’Andrea

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