Nuevo material híbrido de calcita que actúa como una esponja de crudo petrolífero

 

doi.org/10.1016/j.matt.2020.09.022

 Investigadores de Canadá han descubierto una nueva forma esponjosa de carbonato de calcio que podría encontrar uso en la remediación de derrames de petróleo o en biomedicina.

Como es sabido, el carbonato cálcico es un material muy duro. En la naturaleza, las rocas calizas están formadas en su mayor parte de carbonato cálcico. Y las conchas de los moluscos también poseen este compuesto químico. Pero también es un mineral, en cuyo caso nos referimos a él como calcita, aragonito o vaterita, según su modo de cristalización. En cualquier caso, estos minerales siempre los asociamos con un material curo y compacto, si bien es fácilmente atacable por ácidos.

Pues bien, ahora se ha encontrado la forma de hacer un carbonato cálcico esponjoso que tiene interesantes propiedades. El descubrimiento se produjo cuando un equipo de investigación estaba tratando conchas de mejillón molidas con ácido acético diluido. Para su sorpresa, encontraron formas esponjosas que por difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido resultaron ser formaciones de cristales de calcita en una matriz proteica procedente de los otros componentes de las conchas. Lo han llamado calcita blanda.

El material se mantiene unido con el “pegamento” de matriz orgánica residual natural para formar una morfología similar a un nido. Es suave y deformable, con una textura similar a la del algodón de azúcar. Lo más impresionante es que tiene una capacidad de absorción de casi el 1000 % de petróleo crudo por lo que podrá ser la primera “esponja inorgánica” para hacer frente a vertidos petrolíferos. También se podría usar en la administración de fármacos u otras aplicaciones biomédicas.

El material puede adsorber colorantes contenidos en agua con buena reciclabilidad, recuperándose tanto el pigmento como la calcita blanda mediante la desorción completa en metanol.

Como otras formas de calcita natural, esta calcita blanda es hidrofóbica debido a la presencia de materia orgánica (la proteína de la matriz) en la superficie de los cristales de calcita. Para que el material sirva adecuadamente para aplicaciones prácticas de limpieza de aceite o crudo, debe absorber y desorber el aceite con facilidad y ser reciclable. Los investigadores estudiaron la capacidad de absorción de crudo en diez ciclos y se observó que cumplía bien las especificaciones al uso.
Los investigadores creen que su material es sumamente útil porque es ambiental y económicamente favorable utilizar residuos naturales como materia prima para fabricar materiales de interés técnico como este.

Los resultados demuestran cómo se puede modificar una estructura natural de manera sostenible para producir un material de mayor valor y podría generar efectos sinérgicos mediante los cuales un material de origen oceánico ayuda a proteger nuestros océanos de la contaminación. Se está trabajando para investigar la ampliación de la producción de calcita blanda y cómo aumentar el tamaño de los aglomerados del material para evitar su pérdida durante el reciclaje dentro de los experimentos de absorción de aceite. Debido a la biocompatibilidad de la calcita, el material probablemente tendría utilidad en aplicaciones biomédicas.

Fuente: Jennifer N. Murphy, Céline M. Schneider, Kelly Hawboldt, Francesca M. Kerton: Biogenic Absorbent Sponge-like Material from Waste Mussel Shells, Matter (doi.org/10.1016/j.matt.2020.09.022).



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