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May 26, 2023

Un material de polímero magnético curado en forma por microondas.

Investigadores australianos han creado un nuevo material polimérico versátil que se puede

Investigadores australianos han creado un nuevo material polimérico versátil que se puede usar para purificar agua o como material de construcción reciclable, e incluso se puede formar en componentes livianos para máquinas.

Según una investigación publicada en Polymer Chemistry, el material se fabrica presionando en caliente nanopartículas magnéticas de hierro y un polímero rico en azufre, hecho de aceite de canola y azufre elemental.

Las partículas de hierro permiten manipular el material con un imán y calentarlo muy rápidamente con microondas, lo que permite curarlo en una forma sólida en segundos.

Este material versátil también es reciclable y fácil de reutilizar porque se puede triturar y remodelar varias veces.

El autor principal del estudio, Justin Chalker, profesor de química en la Universidad de Flinders, dice que la nueva investigación proporciona evidencia adicional importante del potencial y la versatilidad de los polímeros ricos en azufre.

"Este estudio ilustra la creciente utilidad y el alcance de los polímeros ricos en azufre", dice Chalker. "La remediación de metales pesados, los materiales de construcción novedosos y los componentes de máquinas livianos y reciclables se fabricaron con este material único y versátil".

El polímero rico en azufre se fabrica combinando el subproducto de azufre de la refinación de petróleo y el aceite vegetal insaturado, que luego se muele en partículas de aproximadamente 0,5 milímetros a 3 mm de diámetro. Cientos de kilogramos de esto pueden fabricarse industrialmente, lo que hace que esté fácilmente disponible para integrarse en nuevas tecnologías.

Las nanopartículas magnéticas de Maghemite (γ-Fe2O3), un óxido de hierro, se prensaron en caliente y se integraron en el polímero a 100 °C, luego se molieron y prensaron en caliente repetidamente para lograr una distribución más uniforme en todo el material.

Los investigadores demostraron que el material de respuesta magnética se puede utilizar para eliminar el mercurio del agua contaminada; absorbe el metal tóxico porque el azufre en el polímero se une a los metales pesados.

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Y, en lugar de tener que filtrar la mezcla, las nanopartículas magnéticas permiten recoger fácilmente el material con el uso de un imán. Podrían reducir la concentración de mercurio en el agua a menos de 7 partes por mil millones, una reducción del 99,9 % en el mercurio de la mezcla original.

"Esta es una forma sencilla de eliminar metales tóxicos de mezclas complejas", dice el autor principal, el Dr. Nic Lundquist, investigador asociado en Química en la Universidad de Flinders.

El material también se puede fabricar en objetos sólidos a través del curado por microondas, lo que el equipo demostró al diseñar una válvula solenoide.

Al aumentar el contenido de nanopartículas de hierro del compuesto, pudieron crear una válvula que, cuando pasaba una corriente eléctrica a través de la bobina del solenoide para producir una fuerza magnética, podía abrirse.

Su versión de polímero rico en azufre magnético era solo una décima parte de la masa del componente comercial original totalmente metálico.

"Esta es una demostración de cómo los compuestos a base de polímeros pueden ser reemplazos livianos de los componentes de las máquinas que tradicionalmente se componen completamente de metal. Tales capacidades son importantes en la robótica blanda, así como en las máquinas que requieren un peso más ligero para un transporte más eficiente", escriben los autores. en su estudio.

También se demostró que el material de respuesta magnética es un aglutinante eficaz para nuevos materiales de construcción, trazando nuevos caminos para convertir los desechos.

"Estoy muy entusiasmado con las posibles nuevas aplicaciones de estos polímeros y puedo imaginar su aceptación en diferentes campos, desde la remediación ambiental hasta la robótica", dice el Dr. Lundquist.

Publicado originalmente por Cosmos como polímero versátil que puede ser manipulado por imanes y curado en forma por microondas

Imma Perfetto es periodista científica en Cosmos. Tiene una Licenciatura en Ciencias con Honores en Comunicación Científica de la Universidad de Adelaida.

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