Unes membranes « Made in Tarragona» aconsegueixen atrapar el diòxid de carboni
Capturar el diòxid de carboni (CO2) que expulsa una xemeneia industrial, evitar així la seva dispersió en l’atmosfera i, finalment, reutilitzar-ho per a altres usos, com la gasificació de begudes carbonatades, és una de les nombroses possibilitats d’un material tecnològic desenvolupat per investigadors de l’Institut Català d’Investigacions Químiques (ICIQ), a Tarragona. De forma sorprenent, si es pren una mescla de gasos i s’introdueix en un cilindre buit fabricat amb les noves membranes filtradores, les molècules de CO2 es comporten de forma diferent i és factible separar-les.
Vistes les possibilitats industrials del material, que presenta un cridaner color blau i es coneix en sigles com TAMOF, els investigadors del ICIQ han decidit patentar-ho, han creat una “ spin off”- Orchestra Scientific SL- i ja estan en negociacions amb diverses empreses per a la seva fabricació. El TAMOF està basat en el coure, però la seva atractives característiques deriven de la seva estructura microscòpica. No és tòxic i es pot manipular sense problemes.
Metà dels purins
Segons expliquen els científics, l’aplicació més immediata del material és ara com ara la purificació del biogàs obtingut, per exemple, de la fermentació dels purins del bestiar i de les escombraries orgàniques. El biogàs no és metà pur, sinó que sol portar un 35% d’impureses de CO2, “un inconvenient que redueix la seva capacitat calorífica”, explica Cristina Sáenz de Pipaón, investigadora del ICIQ, especialista en materials moleculars híbrids i directora general de Orchestra Scientific.
“Si millorem la puresa del metà i obtenim el CO2, estem convertint un problema en una oportunitat”, insisteix. S’obté energia cremant metà i, al mateix temps, s’evita la seva perillosa dispersió en l’atmosfera. No en va, les molècules del metà tenen 21 vegades la capacitat de generar efecte hivernacle de les molècules del CO2.
Dos camins diferents
El gran avanç de les membranes del ICIQ radica que separen amb eficiència les molècules presents en una mescla de gasos, alguna cosa gens senzilla. “La velocitat de difusió del CO2 a través dels canals que presenta el TAMOF és menor que per a la resta de molècules”, prossegueix Sáenz de Pipaón. En paraules més senzilles, els canals són com a carreteres “i el CO2 va per un carril lent mentre que la resta de gasos van per un molt més ràpid -il·lustra la investigadora-. En ser tan lenta la difusió del CO2 a través de les membranes, no les travessa i pansa pel centre del cilindre. En canvi, el metà i altres gasos sí ho fan”. És com un tamís molecular.
“El gas entra pel tub i progressivament va perdent el metà a través de les parets, mentre que el CO2 roman. Així aconseguim una puresa del 99%”, reitera el seu col·lega Álvaro Reyes, també soci fundador de l’empresa
L’energia obtinguda amb el biogàs en una granja de porcs pot emprar-se en la mateixa explotació -per a calefacció o llum, per exemple-, però els sobrants també podrien arribar a les xarxes de distribució. “Perquè això sigui possible, no obstant això, és necessari una gran puresa, un contingut en metà superior al 98% -diu la directora general d’ Orchestra Scientific. Necessitem complir amb les estrictes regulacions dels països”. I és llavors quan les membranes blaves de TAMOF s’erigeixen com la solució.
Aplicacions industrials de CO2
Una vegada obtingut el CO2, el gas té moltes aplicacions -“hi ha una demanda industrial”, com diuen els científics-, com el seu ús en la fabricació de plàstics, siderúrgia, extintors, cirurgia, làser i en la indústria alimentària (a més de la seva addició en begudes refrescants i cerveses, s’afegeix com a farcit en les borses d’enciam i també per ajudar a la conservació de la llet). “Cada sector té els seus requisits de puresa”, afegeixen.
Al món ja hi ha actualment 500 plantes que refinen el biogàs, el 94% a Europa, i la previsió és que les xifres es multipliquin per cinc d’aquí a l’any 2020. No obstant això, els membres d’Orchestra Sicentific. Consideren que el seu sistema patentat abaratirà els costos perquè els mètodes actuals necessiten gran quantitat d’energia per obtenir la pressió necessària que separi les molècules de CO2 i metà, a més d’una constant refrigeració. L’electricitat és una quarta part del cost actual d’obtenció del metà refinat. “El nostre producte és millor -diu convençuda Sáenz de Pipaón. Les nostres membranes tenen una gran selectivitat que els permet treballar sense pressió. No hem de posar un compressor per filtrar bé”. Els investigadors del ICIQ aspiren a reduir els costos d’obtenció en almenys el 25%.
El projecte, impulsat en el ICIQ pel grup del professor José Ramón Galán, ha comptat amb el suport de la Fundació La Caixa i del programa Proof of Concept del Consell Europeu de Recerca (ERC). Després d’invertir 150.000 euros des de l’any 2016, els investigadors tenen previst invertir el proper 2018 altres 150.000 a validar la seva tecnologia a escala industrial, per a això estan en contacte amb diversos possibles socis. Si tot transcorre segons el previst, l’any 2019 serà el del salt definitiu al mercat. “No hi ha cap impediment tècnic per arribar a la producció industrial”, conclou Sáenz de Pipaón.
Antonio Madridejos; Tarragona; 2 de gener de 2018; El Periódico
* * * * * * * * * * * * *
La química en aforismes
Demòcrit d’Abdera imagina un diàleg entre l’intel·lecte i els sentits. Diu la raó: “Aparentment existeix el color i el sabor, en realitat solament existeixen àtoms i buit”.
Al que repliquen els sentits: “Ah, raó ingrata! La teva afirmació procedeix de l’observació del món que nosaltres et prestem i tu vols derrotar-nos? La teva victòria és la teva derrota!”.
El físic Erwin Schrödinger, un dels fundadors de la física quàntica, recull aquesta reflexió de Demòcrit i escriu un estimulant assaig: Ment i matèria. Quina és la relació entre la una i l’altra? El text està encapçalat pel joc de paraules: What’s mind? No matter! What’s matter? Never mind!
Els elements químics neixen per nucleosíntesi en els estels i es combinen i compliquen fins a engendrar un individu capaç d’escriure una simfonia o d’inquirir estranyat sobre la seva pròpia condició. Són el centenar llarg d’àtoms que apareixen en la taula periòdica de Mendeleiev. Amb ells, s’escriu la naturalesa de tot el que existeix, de tot el que pot arribar a existir i, en bona mesura, del que mai podrà accedir a la realitat.
💡 Tot és química: el planeta és química, el cosmos és química…, tu ets química!
💡 No tot és química: els milers de quadrilions d’àtoms del nostre cos es renoven cada cinc anys i, no obstant això, ens considerem avui la mateixa persona que vam ser en néixer…
💡 No existeixen substàncies tòxiques, solament dosis tòxiques.
💡 Newton, Bach, Homer, Velázquez, Stradivarius… Lavoisier.
💡 Els ions del clorur de sodi a la deriva en ple oceà i els ions vibrant en la llàgrima d’un nen són indistingibles.
💡 Els àtoms són lletres; les molècules, paraules, i un arbre, un poema.
💡 La taula periòdica de Mendeleiev, l’alfabet de la matèria.
💡 La química inventa materials a la carta que no existeixen espontàniament en la naturalesa.
💡 Química és una paraula del llenguatge quotidià amb dues reputacions contraposades: “Això té química, allà tu si t’ho menges” (1) i “entre els dos va haver-hi química des del primer moment” (2).
💡 No seria gens rar que el meu cos contingui aquest matí una molècula d’aigua que en algun moment de la història transités pel cos de Sòcrates.
💡 Hi ha molècules que s’enamoren entre si per proposar combinacions glorioses: les olives farcides d’anxova, el cafè amb llet, el pa amb tomàquet, la truita de patates, el mató amb mel.
💡 El tot pot ser més que la suma de les parts: la pólvora, les olives farcides d’anxova, el cafè amb llet, el pa amb tomàquet, la truita de patates, el mató amb mel…
💡 La química té veu i vot en qualsevol altra disciplina científica: física, biologia, geologia, medicina, farmàcia…
💡 Molts problemes de salubritat per a les persones i l’ambient neixen de manipulacions químiques, però en elles solen estar també les solucions.
💡 La química ha enterrat l’alquímia, però l’astrologia conviu amb l’astronomia i l’homeopatia sobreviu en les farmàcies.
💡 Un fil de tela d’aranya del grossor d’un llapis aguantaria el pes de quatre balenes blaves i s’estiraria un 30% sense trencar-se.
💡 Un cristall és un objecte accessible als sentits que conserva les propietats d’una molècula, el clímax de la síntesi química.
💡 La puresa és una mescla de referència.
Jorge Wagensberg; 20 d’octubre de 2017; Babelia – El País
* * * * * * * * * * * * *
Els científics dibuixen el mapa dels ambients patògens.
“Hi ha hagut molta recerca en genètica: ara és el moment de recuperar el paper de l’ambient”, afirma Gary Miller, investigador en salut pública de la Universitat de Emory (EUA). Miller visita Barcelona en el marc de la trobada conclusiva de Helix, el principal projecte europeu sobre el conjunt d’exposicions ambientals que han afectat durant una dècada a 28.000 nens de 6 països europeus, coordinat per IsGlobal, un centre de recerca impulsat per l’Obra Social la Caixa. Helix forma part d’un esforç global per definir el exposoma humà, és a dir el conjunt de factors ambientals que afecten a la salut de les persones des de la seva concepció. “Som el resultat de genoma més exposoma”, afirma Miller.
Els primers dos ingredients de l’exposoma d’una persona són el seu entorn i el seu estil de vida. “Hem fet mapes dels espais verds i passejables accessibles als nens, del trànsit i la contaminació al com estan exposats, etcètera”, explica Martine Vrijheid, coordinadora del projecte a IsGlobal. “També hem analitzat la presència en sang i orina de pesticides, components de cosmètics i plàstics, metalls pesats, etcètera”, prossegueix.
Tot això deixa una traça profunda en les cèl·lules de les persones. “Podem identificar les marques epigenètiques, les proteïnes i els metabòlits associats en mostres de sang”, explica Vrijheid. Finalment, tota aquesta informació es creua amb les dades sobre salut dels nens: el seu pes, altura, pressió, desenvolupament neurocognitiu, al·lèrgies.
El projecte s’ha centrat en les edats primerenques, perquè és en aquestes fases d’impetuós desenvolupament de l’organisme on els factors ambientals poden deixar una petjada més duradora que de vegades genera efectes anys després, en l’edat adulta.
Podrà cada persona en un futur anar al doctor perquè li doni el seu exposoma personal en un llapis USB? Vrijheid creu que és possible. Un altre escenari seria que els “smartphones” portessin sensors capaços d’alertar-nos si estem entrant en una zona amb exposicions perilloses.
Encara que Helix encara no hagi publicat les seves troballes, alguns resultats preliminars són reveladors. Les mares dels nens analitzats tenien més accés a espais verds i menys sorollosos quan estaven embarassades si la seva educació era de nivell superior. En la majoria dels nens, hi ha traces de pesticides, com el DDT i els organofosfats. Una minoria presenta marques de tabaquisme passiu, i en alguns llocs, com a Sabadell, es detecta més mercuri que la mitjana.
Michele Catanzaro; 29 d’octubre de 2017; El Periódico
* * * * * * * * * * * * *
Què són els focs artificials?
Pot semblar ximple però… alguna vegada t’has preguntat què són els focs artificials realment? Què hi ha dins dels focs artificials? Per què surten disparats cap amunt? Per què són de colors?
L’ingredient principal és, naturalment, la pólvora i, a través de la pressió generada sobre gas capturat dins d’una càpsula, aquesta genera l’explosió inicial. Però no s’aconsegueix solament amb la pólvora un espectacle de llums i colors. La diferent altura, intensitat, color, so i seqüència que podem apreciar en els focs artificials comercials és donada per una complexa estructura interna dels mateixos.
L’interior dels focs artificials és tota una obra d’enginyeria. Diferents elements químics com coure, sals de liti, alumini i titani són els responsables de donar color a les explosions i estan acuradament disposats en petits tubs i compartiments interns que determinen la intensitat i seqüència de les explosions.
Els sons i els colors es produeixen per una combinació de metalls i òxids. El coure produeix flames blaves, les sals de liti produeixen el color vermell, i l’alumini i el titani són els responsables del color blanc, el bari genera el verd, el calci genera el color taronja i el sodi produeix tonalitats de grocs.
A més dels esmentats, els focs artificials contenen perclorat, un compost químic altament contaminant que no es dissipa amb facilitat i queda impregnat en la vegetació i l’aigua i està relacionat amb problemes hormonals en els humans. En l’actualitat s’ha aconseguit prescindir d’aquest element per fabricar focs d’artifici més ecològics i segurs.
* * * * * * * * * * * * *
El que el canvi climàtic li està fent al mar
Identifiquen sis àrees a protegir de l’escalfament global per salvar la vida marina
El canvi climàtic està canviant les condicions de vida en tots els mars del planeta. La temperatura de les aigües superficials està augmentant, el fitoplàncton, base de tota la cadena, està disminuint i els corrents marins estan canviant. Sumats, tots els factors ja estan tenint un impacte en les espècies marines. Un estudi ha identificat les sis grans àrees del planeta que caldria salvaguardar si es vol que segueixi havent-hi vida en el mar.
Investigadors australians, neozelandesos i espanyols han usat les dades d’una constel·lació de satèl·lits recopilats en els últims 30 anys per saber què li està fent el canvi climàtic als mars del planeta. I ho han aconseguit amb una resolució geogràfica no aconseguida fins ara. Encara que la física bàsica diu que les condicions en un mitjà líquid acaben sent iguals a tot arreu, en la immensitat de l’oceà les coses no són així. Per això, l’escalfament global no està sent el mateix en totes les aigües i no és solament qüestió de la latitud.
“En la columna d’aigua, la més càlida, menys densa, puja la superfície, mentre que la més freda se submergeix”, explica l’ecòleg Estació Biològica de Doñana del CSIC i principal autor de l’estudi, Francisco Ramírez. “L’escalfament oceànic afecta en particular a les aigües superficials”, afegeix. És en aquesta fina capa d’aigua on comença la vida en el mar. És aquí on es produeix el miracle, la trobada entre la llum i l’aigua que necessita la clorofil·la del fitoplàncton marí per realitzar la fotosíntesi. Aquest verdor és el que sustenta tota la cadena tròfica, des del kril fins a les balenes, passant pels albatros i els taurons.
L’estudi, publicat en Science Advances, mostra dues tendències contraposades. D’una banda, l’escalfament de les aigües superficials no ha deixat d’augmentar des dels anys 80 del segle passat. Per l’altre, la concentració de clorofil·la per metre cúbic no ha parat de disminuir des de llavors. El treball també ha mesurat una tercera variable: els corrents marins, les responsables de repartir la calor per tot el planeta i, en conjunció amb els moviments atmosfèrics, també les del temps meteorològic. Encara que hi ha una gran heterogeneïtat, en general aquests rius marins s’estan frenant.
Combinant aquests tres grans fenòmens i la seva manifestació concreta a cada zona, els investigadors han pogut mesurar l’impacte del canvi climàtic a escala regional i fins a local. Així les regions polars són les que estan sofrint un major augment relatiu de la temperatura de les seves aigües. Allí, a més, entra en l’equació l’aigua dolça del desglaç. En el cas de l’hemisferi nord, això està trastocant el joc de corrents marins. Tant l’Atlàntic nord com a la franja del nord del Pacífic estan sofrint un escalfament l’impacte del qual sobre la biodiversitat marina encara està per determinar.
“No obstant això, a les regions properes a l’Equador, en particular en el Pacífic, la velocitat del corrent oceànic s’està reduint”, comenta Ramírez. Els investigadors sostenen que encara és aviat per determinar l’impacte sobre la vida marina d’aquests canvis. “Hi haurà espècies que surtin perdent i unes altres a les quals els anirà bé”, afegeix l’ecòleg espanyol. Però la suma total d’impactes podria provocar el que anomenen una homogeneïtzació de la vida. Les espècies més especialistes o dependents de les condicions locals podrien sucumbir davant la major capacitat d’adaptació de les més generalistes.
Partint d’aquesta situació, els investigadors van identificar sis grans àrees marines que, per la seva riquesa de vida, caldria salvaguardar per assegurar un mínim de biodiversitat. Per a això van usar dades d’altres recerques amb la distribució global d’1.729 espècies de peixos, 124 espècies de mamífers marins i 330 espècies d’aus. L’estudi destaca la regió marina del Pacífic oriental enfront de les costes de Perú i al voltant de les Galápagos. A Amèrica també assenyala les costes d’Argentina i les aigües entorn de les Malvines. A Àfrica, la regió alimentada pel corrent de Benguela, en l’Atlàntic sud-africà, i que puja per l’índic, enfront de Madagascar. Una altra de les regions a protegir és la banyada pels mars de Xina i Filipines, en el sud-est asiàtic. Una cinquena, la que va des del sud d’Austràlia fins a l’orient del continent, al llarg de la gran barrera de coral. La sisena regió està localitzada en el Pacífic central i banya les illes de la Polinèsia.
“El problema és que, en general, l’impacte del canvi climàtic està sent més intens en aquestes zones”, destaca Ramírez. I hi ha un altre problema també d’origen humà: donada la seva gran riquesa biològica, aquestes regions són les que més atreuen a la indústria pesquera. Dos d’elles, per exemple, estan a les anomenades zones exclusives econòmiques de Xina, Indonèsia i Perú, les tres principals potències pesqueres, segons la FAO. I a unes altres, com l’àrea del sud d’Àfrica, van els vaixells d’altres potències més llunyanes, com Espanya.
EL PAÍS
* * * * * * * * * * * * *
Creen grafè, el material del futur
Investigadors australians diuen que la seva tècnica de fabricació és molt més ràpida i senzilla
Extremadament fi, flexible, fort… i amb una conductivitat increïble. El grafè, de tan sol un àtom d’espessor, és considerat un dels materials clau en el desenvolupament de les futures societats tecnològiques, amb aplicacions gairebé il·limitades que van des de l’electrònica miniaturitzada a dispositius biomèdics personalitzats. El seu desenvolupament beneficiarà la creació d’ordinadors, panells solars, bateries, sensors, etc.
Fins ara, l’alt cost de la producció de grafè ha estat el principal obstacle en la seva comercialització. El grafè s’ha produït en ambients altament controlats amb gasos explosius comprimits, que requereixen llargues hores d’operació a altes temperatures i extensos processaments al buit.
Però els científics de l’agència australiana Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) han desenvolupat una nova tecnologia per fabricar grafè, anomenada «GraphAir», que, segons ells, és molt més ràpida i senzilla. Elimina la necessitat d’un entorn tan altament controlat, es pot fer en l’aire de l’ambient i es duu a terme a partir d’un vulgar oli de soia utilitzat per cuinar.
Amb la calor, l’oli de soia es descompon en una sèrie d’unitats de construcció de carboni que són essencials per a la síntesi de grafè.
L’equip també va transformar altres tipus d’oli renovables i fins i tot els seus residus, tals com a restes de barbacoes i cuines, en pel·lícules de grafè. «Ara podem reciclar els olis usats que d’una altra manera haurien estat descartats i transformar-los en alguna cosa útil», expliquen els científics.
* * * * * * * * * * * * *
Mort violenta d’un bessó del Sol
La Nebulosa de Carabassa, amb el nom tècnic OH 231.8 + 04.2, i que també es coneix amb el nom de Nebulosa d’ou podrit perquè conté molt sofre, resideix a més de 5.000 anys llum de distància, a la constel·lació de Puppis. És el resultat de la mort d’un estel de baixa massa com el sol. La nebulosa ha estat captada pels astrònoms, que rarament capten un estel en aquesta fase d’evolució, i ens ha deixat la següent instantània. El material recentment expulsat és escopit en direccions oposades amb una velocitat immensa – el gas mostrat en groc es mou prop d’un milió de quilòmetres per hora.
