Las posibilidades que ofrecen los nanomateriales para evitar la contaminación y fomentar la economía circular

Hossein Hossein-Mohand.

Profesor Ayudante Doctor en el Departamento de Didáctica de la Matemática. Facultad de Ciencias de la Educación y del Deporte, Universidad de Granada.

Hassan Hossein-Mohand.

Profesor-Tutor del Centro Asociado de Melilla, UNED – Universidad Nacional de Educación a Distancia.

María Luisa Rojas Cervantes.

Catedrático de Universidad (Química Inorgánica), UNED – Universidad Nacional de Educación a Distancia

Rosa María Martín Aranda.

Profesora Catedrática de Quimica Inorgánica., UNED – Universidad Nacional de Educación a Distancia

Vanesa Calvino Casilda.

Profesora contratada doctor en el área de Ingeniería Química, UNED – Universidad Nacional de Educación a Distancia.

Los nanomateriales funcionales de carbono y los composites están emergiendo como elementos clave en la búsqueda de una síntesis sostenible de productos químicos bioactivos.

En un mundo que se enfrenta a desafíos ambientales cada vez más urgentes y preocupado por la sostenibilidad y la protección del medio ambiente, la ciencia y la tecnología se convierten en aliados indispensables en la búsqueda de soluciones innovadoras. En este sentido, uno de los campos que está experimentando avances extraordinarios es el de los nanomateriales funcionales de carbono y el de los composites o resinas compuestas.

Estas sustancias, en la intersección de las ciencias y tecnologías medioambientales y de materiales, están abriendo puertas a una síntesis sostenible de productos químicos bioactivos. Tienen un enorme potencial para revolucionar industrias clave, como la alimentación, la bioeconomía y la gestión de recursos naturales.

Nanomateriales de carbono

La catálisis –la aceleración de una reacción química gracias a un compuesto catalizador– es un poderoso recurso en la generación de productos químicos esenciales para nuestra sociedad moderna. Sin embargo, durante décadas, gran parte de la industria agroalimentaria, de perfumería y farmacéutica ha dependido de métodos convencionales que a menudo son altamente contaminantes. En este contexto, los nanomateriales funcionales de carbono y los composites emergen como una esperanzadora alternativa ecológica.

La química verde es una rama de la química que busca procesos más limpios y sostenibles, facilitando la síntesis sostenible de productos químicos sin dejar una huella ambiental adversa a través de residuos.

Esta disciplina ha encontrado un aliado prometedor en los nanomateriales de carbono, como los nanotubos de carbono, las nanofibras y los fulerenos. Estos materiales, que se componen de diminutas estructuras de carbono altamente modificables, son la respuesta a la necesidad de catalizadores eficientes y respetuosos con el medio ambiente en la generación de productos químicos esenciales.

¿Cómo lo logran? Estos nanomateriales son muy versátiles y pueden ser diseñados añadiendo diferentes elementos (como nitrógeno, fósforo y azufre) y compuestos que permiten crear catalizadores de alto rendimiento.

Alimentación: ingredientes naturales y sostenibles

La industria alimentaria desempeña un papel crucial en la alimentación de la cada vez más creciente población global y requiere soluciones sencillas, que además de asegurar la calidad de los alimentos y de mejorar su sabor y su textura, sirvan para prolongar su vida útil de forma sostenible y saludable. Tradicionalmente, esto ha implicado el uso de aditivos químicos, a veces perjudiciales para la salud y el medio ambiente.

Aquí es donde los nanomateriales de carbono entran en juego, ya que permiten el desarrollo de catalizadores que posibilitan la producción de ingredientes naturales y sostenibles, reduciendo así la dependencia de aditivos químicos perjudiciales. Estos nanomateriales pueden actuar, por ejemplo, como biosensores, transportadores de enzimas o conductores de la electricidad.

Este enfoque no solo conduce a alimentos más seguros y saludables, sino que también promueve técnicas de producción más respetuosas con el medio ambiente.

Bioeconomía: transformando residuos en recursos

En el ámbito de la bioeconomía, donde se busca aprovechar al máximo los residuos y subproductos, los nanomateriales de carbono desempeñan un gran papel. Estos materiales tienen la capacidad de actuar como catalizadores para convertir la biomasa vegetal en otros productos, lo que fomenta la economía circular y reduce la necesidad de explotar recursos naturales limitados.

En lugar de considerar la biomasa como un mero residuo, se trata de convertirla en una fuente valiosa de materias primas sostenibles. Esta transformación no solo reduce el desperdicio, sino que también contribuye significativamente a la sostenibilidad y la conservación de los recursos naturales.

La protección ambiental en el centro de la innovación

La gestión sostenible de recursos naturales y la protección del medio ambiente son desafíos apremiantes en la actualidad. Los nanomateriales de carbono también están contribuyendo a estos campos al permitir la síntesis de productos químicos de manera más eficiente y con un menor impacto ambiental. Esto se traduce en una reducción de la huella ecológica en la extracción y procesamiento de recursos naturales, lo que es esencial para combatir los desafíos actuales de consumo de la población mundial, de agotamiento de recursos y el cambio climático.

Además, su capacidad para catalizar reacciones de depuración de aguas y aire contribuye mitigar la contaminación ambiental.

El futuro de la síntesis sostenible

En definitiva, los nanomateriales funcionales de carbono y los composites están emergiendo como elementos clave en la búsqueda de una síntesis sostenible de productos químicos bioactivos.

Se trata de un importante campo de estudio en constante evolución. La combinación de investigaciones experimentales e inteligencia artificial está allanando el camino para las síntesis de catalizadores más eficientes y procesos más respetuosos con el medio ambiente.

La capacidad de estos materiales de revolucionar industrias cruciales como la alimentaria, la bioeconomía y la protección del medio ambiente representa un motivo de optimismo en nuestro camino hacia un mundo más sostenible y saludable.

Fuente:
The Conversation