A la utilidad del oro en el terreno financiero, ornamental y tecnológico habrá que sumar su contribución a la sostenibilidad del planeta. Una investigación ha descubierto que un catalizador de nanopartículas de este metal precioso permite convertir materiales de desecho, como la biomasa y el poliéster, en útiles compuestos orgánicos de silicio. 

Los residuos plásticos suponen un problema para la humanidad. Por eso se están invirtiendo muchos recursos en la búsqueda de fórmulas que permitan reciclarlos y darles una nueva vida útil. Diversas líneas de investigación pretenden convertir esos materiales de desecho en compuestos y productos útiles de una forma eficiente.

Una de ellas, en la que trabajan científicos de la Universidad Metropolitana de Tokio, ha descubierto que las nanopartículas de oro soportadas sobre una superficie de óxido de circonio permiten convertir materiales de desecho, como la biomasa y el poliéster, en compuestos organosilanos, que son valiosos productos químicos con una amplia gama de aplicaciones. Los resultados de su estudio se publicaron recientemente en el prestigioso ‘Journal of the American Chemical Society’.

El nuevo protocolo saca partido de la combinación de las nanopartículas de oro con un soporte de óxido de circonio, cuyas características le permiten reaccionar como base y como ácido. Esto hace posible reciclar los residuos en unas condiciones menos exigentes y de una forma más ecológica que con los sistemas investigados hasta ahora.

Nueva vida para los residuos plásticos

El equipo de investigadores lleva tiempo trabajando en la conversión de plástico y biomasa en organosilanos, que son moléculas orgánicas con un átomo de silicio unido al carbono utilizadas en revestimientos de alta calidad y en la producción de productos farmacéuticos y agroquímicos. 

El problema hasta ahora era que la adición del átomo de silicio implicaba la utilización de reactivos sensibles al aire y a la humedad que requieren altas temperaturas y condiciones ácidas o básicas extremas. Como consecuencia, el proceso de conversión no resultaba nada eficiente para el medio ambiente.

Un paso clave

El gran hallazgo es que el nuevo catalizador con nanopartículas de oro hace que los grupos de éter y éster, ambos abundantes en plásticos como el poliéster y compuestos de biomasa como la celulosa, reaccionen con el disilano y se formen útiles organosilanos. Y para ello solo es necesario un calentamiento suave en disolución. 

Los investigadores han identificado que la clave en la eficacia de esta conversión radica en la combinación de las nanopartículas de oro y la naturaleza anfótera del soporte de óxido de circonio, es decir, su capacidad para actuar indistintamente como base y como ácido.

Doble ventaja

Este sistema no solo permite descomponer los poliésteres en condiciones mucho menos exigentes que las utilizadas hasta ahora. Lo más importante es que los productos de la reacción son compuestos valiosos listos para su uso. 

El equipo de investigadores espera que esta nueva vía de producción de organosilanos permita avanzar hacia un futuro neutro en emisiones de carbono, al permitir el reciclaje de residuos plásticos de forma eficiente y evitar que miles de toneladas de ellos acaben ardiendo en plantas incineradoras.

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