recursos no renovables
Un grupo de investigación internacional dirigido por Jaana Vapaavuori, de la Universidad de Aalto (Finlandia), ha elaborado un amplio estudio sobre las posibilidades de la biomasa vegetal, o lignocelulosa, para aplicaciones ópticas, en sustitución de materiales menos ecológicos pero de uso habitual, como la arena y los plásticos. Como se informa en Advanced Materials [Kaschuk et al. Adv. Mater. (2021) DOI: 10.1002/adma.202104473], el grupo demostró cómo producir células solares y vidrio a partir de residuos biológicos como sustituto viable de recursos no renovables.
El equipo resumió lo que se necesita para producir y aplicar materiales ópticos funcionales de origen vegetal en nuevas aplicaciones de materiales inteligentes. Como dijo Vapaavuori, "queríamos trazar un mapa lo más completo posible de cómo la lignocelulosa podría sustituir los recursos no renovables que se encuentran en la tecnología ampliamente utilizada, como los dispositivos inteligentes o las células solares".
La lignocelulosa, compuesta por polímeros de carbohidratos como la celulosa y la hemicelulosa, y el polímero aromático lignina, está presente en casi todas las plantas. Cuando esta biomasa se descompone en partes extremadamente pequeñas y se vuelve a unir, puede utilizarse para desarrollar materiales biocompuestos totalmente nuevos, como paneles de partículas y compuestos de madera y plástico para la construcción.
Sin embargo, sus características, como la transparencia, la reflectividad, el filtrado de la luz ultravioleta y los colores estructurales, hacen que el material pueda utilizarse también en aplicaciones ópticas, como se ha investigado en este estudio. El uso de combinaciones de sus propiedades podría conducir al desarrollo de superficies reactivas a la luz para ventanas o materiales que reaccionen a los productos químicos o al vapor, y quizás incluso protectores de los rayos UV que puedan absorber la radiación, proporcionando así un protector solar a las superficies.
A ello contribuye la capacidad de añadir funcionalidades y personalizar la lignocelulosa, como la sustitución del vidrio en las células solares para mejorar su eficiencia y la absorción de la luz. En la revisión se examinan las estrategias para aislar los bloques de construcción clave del material, junto con los efectos de la fibrilación, la alineación de las fibrillas, la densificación, el autoensamblaje, el modelado de la superficie y la composición en términos de su papel en la ingeniería del rendimiento óptico.
También se destaca la cantidad de lignocelulosa no utilizada producida por la industria y la agricultura cada año, que se estima en más de mil millones de toneladas de residuos de biomasa. El estudio señala que para ampliar la escala de esta lignocelulosa para su uso comercial se necesitarían nuevos usos para los residuos de origen biológico, tanto por parte de la investigación como de la normativa gubernamental, para ayudar a impulsar la demanda de alternativas renovables para aplicaciones ópticas. Aunque esta ampliación se ha considerado excesivamente cara, cada vez es más realista gracias a la reducción del consumo de energía y del coste de producción. Sin embargo, otro reto, el del uso del agua en su procesamiento, sigue siendo problemático.
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