Probablemente hayas escuchado hablar sobre nanotecnología, una de las aplicaciones científicas más innovadoras en los últimos años. Este campo se enfoca en el control y manipulación de materiales de entre 1 y 100 nanómetros (nm), equivalente a 70 mil veces menos que el grosor de un cabello humano.
Aplicaciones de la nanotecnología
La nanotecnología se utiliza para la investigación enfocada en el desarrollo de nuevos materiales para industrias como farmacéutica, bioenergía, química verde, celdas de combustible, energía sostenible, entre otros que faciliten la transición hacia las tecnologías limpias, con fuentes renovables que potencien la eficiencia de dispositivos más pequeños.
Aplicaciones destacadas de la nanotecnología
Una de las aplicaciones más importantes de la nanotecnología es el desarrollo de nanopartículas o nanomateriales utilizados en la producción de biocombustibles como biogás, biodiésel y bioetanol.
La nanotecnología también ha destacado en procesos fotocatalíticos para reducir el dióxido de carbono para desarrollar productos químicos de uso industrial y en la degradación de contaminantes presentes en el agua.
Otra aplicación tecnológica y medioambiental destacada de la nanotecnología es en el ámbito bioenergético para convertir la energía del sol en energía eléctrica a través de celdas solares que almacenan la radiación y generan electricidad de forma eficiente, barata y por una fuente renovable.
En el campo ambiental, la nanotecnología tiene un gran potencial en la mejora de la calidad del suelo, del agua y del aire gracias al desarrollo de materiales nanoadsorbentes, que retienen componentes sólidos y gaseosos en su superficie.
Además, la nanotecnología se ha incorporado a la agricultura verde, particularmente en los procesos posteriores a la cosecha de frutas y vegetales para detectar elementos dañinos en la superficie de las cosechas mediante nanosensores.
También se emplean nanopartículas en la elaboración de aditivos alimentarios para procesamiento, conservación, embalaje y transporte de los alimentos.
Por otro lado, la nanotecnología también se aplica en las industrias farmacéutica, cosmética y médica para formular productos de cuidado personal, en el tratamiento y prevención de enfermedades graves como el cáncer, así como en la elaboración de nanomedicamentos para el diagnóstico de enfermedades, ya que son desarrollados para ser inyectados o ingeridos y que circulen por el organismo con el fin de detectar tumores cancerígenos o mejorar diagnósticos por resonancia magnética.
El rol del ácido fórmico en nanotecnología
En general, la mayoría de los nanomateriales se pueden obtener por tres métodos:
- Método biológico con el uso de microorganismos
- Método físico a partir de equipos mecánicos
- Método químico con el uso de compuestos como el ácido fórmico
En los métodos químicos se pueden utilizar diferentes procesos que implican el trabajo a diferentes temperaturas y presiones, el uso de reactivos, solventes, ácidos, sales, entre otras sustancias. En general, se busca que los métodos químicos sean amigables con el medio ambiente para evitar el desecho de residuos que contaminan suelos, mantos acuíferos y ecosistemas.
Para esto, se echa mano de la química verde, que se enfoca en síntesis menos peligrosas, procesos eficientes energéticamente, así como en el uso de productos químicos más seguros y materias primas renovables.
La química verde ha demostrado mayor eficiencia en el desarrollo de nanomateriales gracias a que se utilizan materias primas renovables como plantas, microorganismos, residuos agroindustriales y procesos respetuosos con el medio ambiente.
Por ejemplo, en Suiza se construyó la primera fuente de alimentación para generar electricidad a partir del ácido fórmico mediante el uso de una pila de combustible.
Otro ejemplo es con el hidrógeno, un material portador de energía que no produce emisiones nocivas al generar calor o electricidad. Sin embargo, ya que este gas tiene poco contenido de energía por volumen es difícil almacenarlo y transportarlo en su forma natural de gas.
Al usar un portador de hidrógeno como el ácido fórmico, se puede obtener una unidad eléctrica con poder nominal de 800 vatios y producción de 7000 kilovatios por hora al año, el equivalente a cargar 200 teléfonos inteligentes simultáneamente.
El ácido fórmico se obtiene de forma sostenible y permite el almacenamiento de energía renovable a largo plazo, sin emitir gases de efecto invernadero, que son nocivos para la atmósfera.
La molécula del ácido fórmico tiene solo cinco átomos, por lo que es sencilla, pero a partir de ella se pueden generar reacciones químicas para elaborar otras moléculas más complejas.
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