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(noticias nanowerk) Los investigadores han desarrollado una manera de convertir un material de desecho de la madera en una película transparente de base biológica que puede utilizarse para revestimientos antivaho o antirreflectantes en cristales o ventanillas de vehículos. Este enfoque no sólo ofrece una alternativa a los materiales sintéticos tóxicos que se utilizan actualmente, sino que también transforma un producto de desecho en un valioso sumidero de carbono.
La lignina es un abundante producto de desecho de la producción de papel y pulpa que es muy difícil de procesar y, por lo tanto, generalmente se quema para generar calor. La creación de nanopartículas de lignina para recubrimientos antivaho no es una idea nueva, pero hasta ahora los científicos no han podido convertirlas en películas transparentes.
«Los recubrimientos ópticos tienen que ser transparentes, pero hasta ahora eran visibles incluso películas de partículas de lignina bastante delgadas». «Sabíamos que las partículas pequeñas aparecen menos turbias, así que quería ver si podía crear películas de partículas invisibles reduciendo el tamaño de las partículas a un mínimo”, dice el estudiante de doctorado Alexander Henn, autor principal del estudio. El equipo utilizó lignina acetilada y desarrolló un método mejorado para esterificarla en una reacción que solo toma unos minutos y ocurre a una temperatura relativamente baja de 60°C.
«Las partículas de lignina que hice a partir de lignina acetilada tenían propiedades bastante sorprendentes que hicieron que el resto de este estudio fuera muy interesante». «La posibilidad de hacer películas fotónicas, por ejemplo, fue una completa sorpresa», dice Henn.
Además de los recubrimientos antivaho y antirreflectantes, el nuevo enfoque también se puede utilizar para producir películas coloreadas a partir de nanopartículas de lignina. Controlando el espesor del recubrimiento y utilizando películas multicapa, el equipo creó materiales con diferentes colores estructurales.
«Los esfuerzos de Sahar Babaeipour fueron clave para controlar las propiedades fotónicas de las partículas», afirma Henn, y añade que los investigadores Paula Nousiainen y Kristoffer Meinander aportaron su experiencia en la química de la lignina y los fenómenos fotónicos, respectivamente, y ayudaron al equipo a comprender sus resultados y a utilizarlos de forma eficaz.
Según el estudio de viabilidad del equipo, la reacción simple y el alto rendimiento podrían ampliarse de manera rentable a un nivel industrial. «Los productos a base de lignina podrían tener valor comercial y al mismo tiempo actuar como sumideros de carbono, ayudando a reducir la actual dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones de dióxido de carbono», afirma la profesora Monika Österberg. «Las aplicaciones de alto valor agregado como estas son importantes para avanzar en la utilización de la lignina y alejarnos de usarla únicamente como combustible».
Henn señala que el estudio se benefició de perspectivas que iban más allá de la mesa de laboratorio. «El trabajo en equipo fue un factor importante para que este estudio tuviera impacto». Con la ayuda del profesor Pekka Oinas y la estudiante de doctorado Susanna Forssell, pudimos incorporar el análisis tecnoeconómico», afirma.
El estudio fue publicado en Ingeniería Química (“Nanopartículas de lignina transparentes para recubrimientos antivaho superhidrófilos y películas fotónicas”) y se llevó a cabo en el marco de FinnCERES, el centro emblemático de la Academia de Finlandia para la investigación de bioeconomía de materiales.
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