La madera de ingeniería absorbe el dióxido de carbono y se vuelve más fuerte.
Con el aumento del cambio climático global, los conceptos integrados para innovar estructuras sostenibles que puedan abordar de manera multiaxial la mitigación de CO2 son cruciales. Se estima que la construcción y el uso de edificios son responsables del 40 % de las emisiones de dióxido de carbono, lo que hace que elementos estructurales como el acero o el cemento sean económica y ambientalmente costosos.
La creación de sustitutos ecológicos para los materiales actuales podría ayudar a frenar el calentamiento global y reducir las emisiones de dióxido de carbono. Los científicos de la Universidad de Rice han desarrollado un método para fortalecer la madera para su uso en la construcción mientras la diseñan para atrapar el dióxido de carbono a través de una técnica que se puede escalar y usa menos energía.
Los científicos han encontrado una manera de incrustar moléculas de un material poroso cristalino que atrapa el dióxido de carbono en la madera.
El científico de materiales Muhammad Rahman dijo: “La madera es un material estructural duradero y renovable que ya usamos ampliamente. Nuestra madera de ingeniería ha demostrado una mayor resistencia que la madera normal sin tratar.
“Para lograr la hazaña, la red de fibras de celulosa que le da a la madera su fuerza primero se elimina a través de un proceso conocido como deslignificación.
“La madera comprende tres componentes esenciales: celulosa, hemicelulosa y lignina. La lignina es lo que le da color a la madera, así que cuando quitas la lignina, la madera se vuelve incolora. La eliminación de lignina es un proceso simple que implica un tratamiento químico de dos pasos que utiliza sustancias ambientalmente seguras. Después de eliminar la lignina, usamos lejía o peróxido de hidrógeno para eliminar la hemicelulosa.
Luego, la madera deslignificada se sumerge en una solución que contiene pequeñas piezas de Calgary Framework 20 (MOF), una estructura metalorgánica (CALF-20). Los MOF son materiales absorbentes de gran superficie utilizados por su capacidad para adsorber moléculas de dióxido de carbono en sus poros.
Soumyabrata Roy, científico investigador de Rice y autor principal del estudio, dijo: «Las partículas de MOF se incrustan fácilmente en los canales de celulosa y se adhieren a ellos a través de una interacción superficial favorable».
Rahman dijo, “Los MOF se encuentran entre varias tecnologías incipientes de captura de carbono que se están desarrollando para abordar el cambio climático antropogénico. Actualmente, no existen sustratos biodegradables y sostenibles para el despliegue de materiales absorbentes de dióxido de carbono. Nuestro MOF de madera mejorado es una plataforma de soporte adaptable para el despliegue de adsorbentes en diferentes aplicaciones de dióxido de carbono.
roy dijo, “Muchos MOF existentes son inestables en diferentes condiciones ambientales. Algunos son sensibles a la humedad y no quieres eso en un material estructural. »
«CALF-20, sin embargo, se destaca tanto en términos de nivel de rendimiento como de versatilidad en diversas condiciones ambientales».
Rahman ha dicho, “La fabricación de materiales estructurales como metales o cemento representa una fuente importante de emisiones industriales de carbono. Nuestro proceso es más simple y «más verde» en cuanto a las sustancias utilizadas y los subproductos del procesamiento. »
«El siguiente paso sería determinar los procesos de secuestro junto con un análisis económico detallado para comprender la escalabilidad y la viabilidad comercial de este material».
Referencia de la revista:
- Soumyabrata Roy, Firuz Alam Philip, et al. Madera funcional para captura de dióxido de carbono | Informes Celulares Ciencias Físicas | YO: 10.1016/j.xcrp.2023.101269
