julio 23, 2021

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Materiales compuestos piezoeléctricos extraídos de residuos comunes

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Funda para móvil autoesterilizante fabricada con un material extraído de quitina de huesos de calamar. Crédito: NTHU MSE, Taiwán

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Jie Ming Wu del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Nacional Tsing Hua (NTHU) en Taiwán desarrolló recientemente dos materiales compuestos piezoeléctricos extraídos de productos de desecho comunes. El primero es un nuevo tipo de catalizador extraído de cáscaras de arroz desechadas capaz de tratar las aguas residuales industriales 90 veces más rápido que los fotocatalizadores que se utilizan actualmente. El otro es un material extraído de huesos de calamar desechados, que se ha utilizado para producir una película transparente autoesterilizante adecuada para su uso como cubierta en pantallas de teléfonos móviles, botones de ascensores, manillas de puertas, etc.

Orgánico sintético Aguas residuales Suele tratarse con fotocatalizadores; Sin embargo, los fotocatalizadores convencionales requieren suficiente iluminación y las aguas residuales suelen ser muy opacas, por lo que la eficiencia tiende a ser baja. Con este problema en mente, el equipo de investigación de Wu extrajo dióxido de silicio de las cáscaras de arroz y luego agregó molibdeno y azufre para producir un compuesto de cuarzo. material piezoeléctrico. El material se puede inyectar en la tubería de aguas residuales de la fábrica donde la presión causada por flujo de agua Ayuda a depurar la contaminación sin necesidad de luz.

Este nuevo tipo de material piezoeléctrico de cuarzo compuesto también puede manejar los tintes difíciles de tratar que se encuentran en las aguas residuales de las fábricas textiles. El profesor Wu demostró esto vertiendo el compuesto de cuarzo en polvo en un vaso de precipitados con agua coloreada con tintes y mezclándolo agitando suavemente el vaso de precipitados; A los pocos minutos, el agua se volvió completamente clara.

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El profesor Wu (derecha) desarrolla un nuevo tipo de catalizador utilizando cáscaras de arroz desechadas para el tratamiento de aguas residuales industriales. Crédito: NTHU MSE, Taiwán

Wu explicó que lo que hace que este nuevo material sea tan efectivo es la adición de molibdeno y azufre durante El proceso de producción; Como resultado, los trozos de bisulfuro de molibdeno crecen en la varilla de cuarzo, dando lugar a la varilla, aumentando el área de contacto entre el material y las aguas residuales, lo que hace que el tratamiento sea más eficiente.

Wu enfatizó que además de tratar las aguas residuales, estos materiales también pueden usarse para producir hidrógeno, que puede recolectarse y usarse para producir energía; Además, estos materiales piezoeléctricos son reutilizables y biodegradables, proporcionando un tipo de tratamiento de aguas residuales económico, conveniente, eficiente y respetuoso con el medio ambiente.

El trabajo del equipo de investigación ha aparecido recientemente en revistas internacionales. materiales avanzados Y el materiales funcionales avanzadosSus materiales compuestos de cuarzo ya han obtenido patentes en Taiwán y Estados Unidos.

El equipo de investigación de Wu también logró extraer quitina de huesos de calamar y usarla para producir un nuevo material compuesto piezoeléctrico adecuado para producir una película transparente que se autoesteriliza cuando se toca, lo que la hace muy adecuada como cubierta de pantalla para muchos artículos en lugares públicos. . Lugares, como máquinas expendedoras de billetes.

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El estudiante de posgrado Pinyi He muestra una película autoesterilizante hecha de un material recién desarrollado extraído de huesos de calamar desechados. Crédito: NTHU MSE, Taiwán

Wu demostró el efecto de esterilización de la película teñiendo una muestra con Escherichia coli, presionando durante 25 minutos, luego despresurizando y esperando cinco minutos. Después de cinco iteraciones de este procedimiento, E. coli se redujo en un 76%.

La quitina utilizada para fabricar este nuevo material piezoeléctrico también se puede extraer de conchas de camarón, conchas de cangrejo y huesos de calamar, y también se puede fabricar mediante tecnología electrónica. Debido a su idoneidad para la producción de autoesterilizadores película transparente Para cubrir pantallas, como las que se utilizan en los teléfonos móviles, este nuevo material podría desempeñar un papel importante en la lucha contra la propagación de enfermedades infecciosas.


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más información:
1.Yu-Ting Lin et al, evolución simultánea de hidrógeno catalítico piezoeléctrico y degradación de contaminantes del agua por Quartz Microrods @ MoS2 jerárquico de baja capa, materiales avanzados (2020). DOI: 10.1002 / adma.202002875

2.Yun-Jung Chung et al, Efecto del acoplamiento de evolución de hidrógeno piezo-flexocatalítico con nanohojas de MoSe2 híbrido 1T y pocas capas de MoSe2 en fase 2H, materiales energéticos avanzados (2020). DOI: 10.1002 / aenm.202002082

La frase: Compuestos piezoeléctricos recuperados de productos de desecho comunes (2021, 20 de julio) Recuperado el 20 de julio de 2021 de https://phys.org/news/2021-07-composite-piezoelectric-materials-common-products.html

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