Submarinos: Nuevos materiales para mejorar la vida debajo del mar

Nuevo nanomaterial extrae el hedor del aire de los submarinos
Por Nick Stockton - Wired


Desesperado por un soplo de aire fresco. David C. Duncan / Marina de los EE.UU.

En un submarino de la marina americana, cada aliento que usted inhala ha exhalado en repetidas ocasiones de las bocas de unos 120 otras personas. Esto no es tan sofocante, o bruto, como parece, ya que los submarinos tienen sistemas de ventilación que toman el CO2 del aire, y recirculan con oxígeno catalizado químicamente.

Retiro lo dicho, el aire es más grave, ya que el químico utilizado para eliminar el CO2 que huele a diesel viejo mezclado con una pizca de azufre, y que impregna todo a bordo. Este producto químico, llamado amina, es conocido por cada tripulante de submarino (yo fui uno de ellos por 3 años), así como la esposa de cada submarinista, marido, o cualquier otra persona que se encuentra con la ropa de ese marinero. Sin embargo, un nuevo nanomaterial que captura CO2 podría poner fin a ésta, la más notoria de submarino olores (confía en mí, hay otros).


Esta es la forma en la capa de unión a moléculas de CO2 en los poros del grano de arena. Mírelos allí, absorbiendo todo el CO2! -   Pacific Northwest National Laboratory

A diferencia de amina, que es un líquido, el nuevo material se parece a la arena. De hecho, es arena, excepto que se cubre con poros diminutos, cada uno lleno con moléculas que tiran selectivamente el CO2 de la corriente de aire. Juntos, el grano de arena y la molécula se llaman monocapas autoensambladas sobre soportes mesoporosos o Self Assembled Monolayers on Mesoporous Supports [SAMMS]. Los poros crean rincones y grietas que permiten que incluso una pequeña cantidad de material de absorber una cantidad increíble de CO2-una cucharadita del material ha poco menos área de superficie de un campo de fútbol. Y es reversible. "Con una pequeña cantidad de calor, también puede abrir esa molécula de copia de seguridad y liberar el CO2, por lo que es posible utilizar el mismo material una y otra vez," dijo Ken Rappe, un ingeniero en el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste que trabajó en SAMMS .

Hay muchos tipos diferentes de SAMMS, cada uno diseñado para enlazar con una molécula específica. Ellos fueron diseñados originalmente para tirar de mercurio y otros contaminantes de los flujos de residuos industriales, dice Rappe. La versión vinculante de CO2 fue identificado por accidente hace más de una década, cuando un científico cae accidentalmente una muestra de las cosas en un vaso de agua. La muestra comenzó efervescencia. Algunos experimentos demostraron que esta efervescencia fue el agua disolviendo carbono almacenado. En ese momento, la captura y almacenamiento de carbono no era un interés de investigación enorme (además, le gusta su SAMMS CO2 fresco, y las emisiones de carbón o los tubos de escape de automóviles son demasiado calientes para capturar), y los investigadores buscaron una aplicación antes de que un colega les señaló al problema de aire secundario funky.

Amina no sólo huelen mal, también es altamente corrosivo y arruinará cualquier cosa no hecha de acero inoxidable. Esto hace que sea una enorme carga de mantenimiento, ya que tiene que ser lavada y trasladado a almacenamiento cada vez que se satura con CO2. Los SAMMS arena aliviarían esto, ya que no necesita almacenamiento especial. "Cuando se pasa de un líquido a un sólido, usted es capaz de deshacerse de todas las bombas y los tanques", dijo Jay Smith, un ingeniero de los buques Estación Naval Ingeniería, Naval Surface Warfare Center Carderock División (NAVSSES) en Filadelfia que ha estado recibiendo la sustitución basada en SAMMS listo para su despliegue. "También es más seguro y más respetuoso del medio ambiente para disponer de," dijo ella.

Cambiar a cabo el equipo de soporte de vida en un submarino no es trivial (no importa lo lastimado que quede la pieza de equipo). Rappe y sus socios de investigación pasaron años mejorando el material antes de darle la vuelta a la Marina. Desde entonces, Smith y sus colegas han estado probando el prototipo del sistema de ventilación SAMMS específicamente para los submarinos. Ella dice que el prototipo se encuentra actualmente en pruebas a largo plazo con sub aire laboratorio simulado. Podría entonces ser desplegado en los submarinos futuros se unen a la flota. Smith también señaló que la tecnología SAMMS ya ha sido evaluada con éxito en el mar a través de unidades de prueba a pequeña escala.

Y mientras la conmutación de la Marina fuera engranaje en el submarino ¿qué tal una máquina de margarita en el comedor de la tripulación?