Un equipo de investigadores de la Universidad de Rice ha presentado un avance significativo en el reciclaje de fibras de nanotubos de carbono (CNT), abriendo la puerta a un futuro más sostenible y circular en la industria de materiales. Este descubrimiento, publicado en la revista Carbon, demuestra que las fibras de CNT pueden ser completamente recicladas sin perder sus propiedades ni su estructura original, lo que las convierte en una alternativa ecológica a materiales tradicionales como metales y polímeros.
Matteo Pasquali, director del Carbon Hub de Rice y profesor de Ingeniería Química y Biomolecular, destacó que el reciclaje ha sido un desafío persistente en la industria de materiales. «El reciclaje de metales es a menudo ineficiente y consume mucha energía, mientras que los polímeros tienden a perder sus propiedades tras el reprocesamiento. Por otro lado, las fibras de carbono no pueden ser recicladas en absoluto, solo se pueden ‘downciclar’ cortándolas en trozos más pequeños», explicó Pasquali.
Un proceso de reciclaje innovador
Los investigadores utilizaron fibras de CNT producidas mediante un proceso de disolución en ácido clorosulfónico, un disolvente industrial común. Para simular las condiciones del mundo real, las fibras de diferentes fuentes fueron procesadas por separado y luego recicladas mediante la combinación de materiales. Sorprendentemente, este proceso resultó en una redispersión completa de los materiales sin separación, lo que permitió obtener fibras recicladas con las mismas propiedades que las fibras vírgenes.
Las fibras recicladas mantuvieron su resistencia mecánica, conductividad eléctrica y térmica, así como su alineación estructural, un logro notable en el ámbito de los materiales de ingeniería. «El uso de diversas fuentes de nanotubos de carbono asegura que nuestro proceso de reciclaje sea representativo de las condiciones reales», comentó Michelle Durán-Chaves, estudiante de posgrado en química y coautora del estudio.
La investigación subraya que las fibras de CNT se comportan de manera muy superior en términos de reciclabilidad en comparación con los materiales tradicionales. Mientras que los polímeros y fibras de carbono degradan su calidad durante el reciclaje, las fibras de CNT preservan el 100% de sus propiedades originales, permitiendo su reutilización en aplicaciones exigentes. Esto no solo extiende su ciclo de vida, sino que también reduce la necesidad de nuevos materiales vírgenes.
Además, el proceso de reciclaje de CNT es más eficiente que los métodos convencionales para metales y polímeros, que a menudo requieren un alto consumo de energía y el uso de productos químicos peligrosos. Las fibras de CNT pueden ser recicladas sin necesidad de clasificación, lo que simplifica el proceso y disminuye el desperdicio y las emisiones de CO2 asociadas a la fabricación de materiales.
Según Durán-Chaves, «la capacidad de reciclar completamente las fibras de CNT tiene implicaciones amplias para industrias como la aeroespacial, automotriz y electrónica». Este avance podría facilitar el desarrollo de compuestos completamente reciclables en aeronaves, vehículos e infraestructuras civiles, contribuyendo a la reducción del impacto ambiental en diversos sectores.
Este estudio ha sido una colaboración de varios autores, incluidos graduados de Rice y miembros de la industria, quienes han trabajado juntos para explorar el potencial de los nanotubos de carbono en el contexto de la sostenibilidad. A medida que la investigación avanza, se espera que estas innovaciones contribuyan a un futuro más sostenible y responsable en la fabricación de materiales.
