Esta semana en la ciencia 13|41

 

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  • El grafeno y la separación selectiva de gases

“Los resultado de estas investigaciones podrían contribuir al desarrollo de tecnología que permita por un lado, controlar la creciente concentración de dióxido de carbono en la atmósfera y por otro, sintetizar gases de uso práctico como el hidrógeno, con costos mucho menores.”

  • Supervolcanes en la provincia marciana de Arabia Terra

“La observación de severas irregularidades en forma de cráteres localizados en la región de Arabia Terra de Marte, podrían representan un nuevo tipo de construcción montañosa volcánica, aún no reconocida en Marte.”

El grafeno y la separación selectiva de gases

Semana - 1341 - 1 GrafenoEl grafeno es un material bidimensional, tal vez el más fino, que ofrece una amplia gama de oportunidades para la aplicación de membranas debido a sus características únicas como delgadez, flexibilidad, estabilidad química y resistencia mecánica.

Dos artículos publicados en la revista Science, nos muestran los avances de la utilización del grafeno en la separación de gases.

En el primer artículo, investigadores de la República de Corea descubrieron cómo lograr la separación de los componentes de una mezcla de gases, en particular dióxido de carbono y nitrógeno, al controlar los canales y poros de flujo de gases, utilizando diferentes métodos de apilamiento de algunas capas de grafeno y algunas hojas de óxido de grafeno. Se observó que para las capas de membranas de óxido de grafeno de 3 a 10 nanómetros, el comportamiento ajustable del flujo del gas dependía, en gran medida, del grado de unión dentro de la estructura de apilamiento de las capas.

Debido a esto, la alta efectividad en la separación del dióxido de carbono y del nitrógeno se logró a través de la unión adecuada de las membranas de óxido de grafeno en condiciones de humedad relativamente alta, que es el ambiente más adecuado para el proceso de captura de dióxido de carbono postcombustión.

Actualmente, las membranas microporosas tienen poros de 1 nanómetro de ancho, sin embargo, suelen ser relativamente gruesas y con el uso de los materiales para la elaboración de las membranas y las técnicas actuales, es difícil la preparación de membranas microporosas más delgadas a 20 nanómetros, sin generar defectos adicionales.

En este sentido, un grupo de investigadores de Estados Unidos realizó un estudio donde se desarrollaron membranas de óxido de grafeno ultrafinas con poros de aproximadamente 1.8 nanómetros de espesor, las cuales mostraron tener una alta selectividad de separación para las mezclas hidrógeno-dióxido de carbono e hidrógeno-nitrógeno a través de los defectos estructurales selectivos en el óxido de grafeno.

Los resultado de estas investigaciones podrían contribuir al desarrollo de tecnología que permita por un lado, controlar la creciente concentración de dióxido de carbono en la atmósfera y por otro, sintetizar gases de uso práctico como el hidrógeno, con costos mucho menores.

 

Supervolcanes en la provincia marciana de Arabia Terra

Semana - 1341 - 2 Arabia Terra in perspectiveLa evolución geológica de Marte es, en gran parte, una historia de actividad volcánica. Alrededor del 70 por ciento de la superficie del planeta se ha formado por vulcanismo basáltico, pero una fracción significativa de ese material volcánico es de origen desconocido.

La observación de severas irregularidades en forma de cráteres localizados en la región de Arabia Terra de Marte, podrían representan un nuevo tipo de construcción montañosa volcánica, aún no reconocida en Marte.

Joseph Michalski, del Instituto de Ciencia Planetaria de Tucson, Arizona, y del Museo de Historia Natural en Londres, junto con Jacob Bleacher, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en un artículo publicado en la revista Nature, presentan resultados de una nueva investigación que sugieren la existencia de supervolcanes en la región de Arabia Terra, un área con muchos depósitos de capas de roca de orígenes desconocidos, que no habían sido considerados como terrenos de tipo volcánico.

Los investigadores observaron que, similares a los supervolcanes conocidos en la tierra, los cráteres de bajo relieve encontrados en Marte poseen una serie de rasgos geomórficos asociados a un colapso de la superficie, erupciones explosivas y vulcanismo expansivo, que probablemente contribuyeron a la formación montañosa de enigmáticas llanuras acanaladas. De igual manera, la desgasificación de azufre y los granos finos piroclásticos que fueron encontrados, pudieron haber contribuido a la formación alterada de las rocas sedimentarias estratificadas, encontradas a lo largo de la región ecuatorial.

Los investigadores plantean que los cráteres antiguos de Marte pudieron haber sido malinterpretados como cráteres formados por impacto y que se fueron degradando por la erosión, en lugar de supervolcanes, por lo que este nuevo descubrimiento cambia, de manera fundamental, la historia del vulcanismo y de la evolución del clima en Marte, así como de la formación de las capas del planeta.


Con información de artículos publicados en Nature 7469 del 3 de octubre de 2013 y Science 6154 del 4 de octubre de 2013.

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