Uso de nanotecnología para mejorar la calidad del aire interior

Uso de nanotecnología para mejorar la calidad del aire interior


La investigación reciente sobre el uso de la nanotecnología para mejorar la calidad del aire interior (IAQ) ha incluido avances en la eliminación de contaminantes del aire interior y compuestos orgánicos volátiles. Esta investigación fue publicada en la revista, Ciencia e Ingeniería de Materiales: B.

Uso de nanotecnología para mejorar la calidad del aire interior

Estudio: Fabricación y caracterización de nanofibras de poliamida electrohiladas electrohiladas con nanoarcilla multifuncional embebida y TiO2 y sus aplicaciones en la filtración de aire interior. Crédito: Kira_Yan/Shutterstock.com

Importancia de la calidad del aire interior

La contaminación del aire interior es uno de los cinco principales problemas ambientales clasificados en los estudios realizados por el Consejo Asesor Científico de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos.

Este tipo de contaminación es el resultado de la quema de fuentes de combustibles sólidos, que pueden ser leña, residuos de cultivos o estiércol para usos como proporcionar calor y cocinar.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha identificado la calidad del aire interior como el mayor riesgo ambiental en todo el mundo, siendo este tipo de contaminación responsable del 4,1% de las muertes mundiales.

Los contaminantes comunes que contribuyen a la calidad del aire interior son el dióxido de carbono, los óxidos de nitrógeno, los compuestos orgánicos volátiles (COV), los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH), el radón, el humo del cigarrillo, los gases tóxicos de los productos de consumo y más. Estos contaminantes se han relacionado con la muerte prematura y condujeron a la mortalidad global, particularmente en países de bajos ingresos.

Los COV pueden ser particularmente peligrosos porque estos compuestos tienen un punto de ebullición por debajo de los 250 grados centígrados y una alta presión de vapor, lo que conduce a la vaporización a temperatura ambiente. Cuando los COV están presentes en el aire interior, pueden causar problemas de salud que van desde dolores de cabeza hasta dolor de cuello y reacciones alérgicas en la piel.

Además, estos efectos secundarios pueden empeorar cuando los ocupantes tienen una afección médica existente, como alergias o asma, que pueden empeorar estos síntomas.

Eliminación de COV

La eliminación de compuestos orgánicos volátiles del aire interior se ha convertido en un objetivo importante para los investigadores debido a los altos riesgos para la salud que pueden presentar estos contaminantes.

Tecnologías como la oxidación térmica y catalítica y otros procesos como la adsorción y la filtración se han centrado en ayudar en la eliminación de COV.

Investigaciones anteriores involucraron el uso de oxidación fotocatalítica para eliminar los COV del aire interior mediante el uso de catalizadores semiconductores y luz ultravioleta, cuyo objetivo sería convertir los COV de su estado peligroso en productos como agua y dióxido de carbono.

Los investigadores de este estudio consciente del medio ambiente y la salud utilizaron el proceso de adsorción para eliminar los COV, mientras que estudios anteriores utilizaron la adsorción con carbón activado como un método común para combatir estos compuestos peligrosos.

Filtración de aire interior innovadora

El equipo desarrolló nanofibras de poliamida 6 (PA-6) electrohiladas multifuncionales para filtrar el aire interior; Utilizaron nanoarcilla (NC) como nanoadsorbente y óxido de titanio como nanocatalizador para facilitar la oxidación fotocatalítica del tolueno.

Previamente se ha demostrado que el uso de óxido de titanio en nanopartículas tiene una alta actividad fotocatalítica para el tolueno y es un oxidante eficaz para la descomposición de COV.

Con las nanofibras electrohiladas ganando popularidad en aplicaciones tales como filtros de aire interior, su inclusión natural en esta investigación fue apropiada.

Estas nanofibras tienen propiedades únicas, como alta porosidad, así como una alta relación área superficial/volumen, flexibilidad y tamaño de poro modificable, lo que mejoró aún más su utilidad para su uso en este estudio.

El uso de poliamida-6 también está bajo consideración ya que este polímero tiene el potencial de ser un material de filtro de aire; su naturaleza biodegradable también es una ventaja y con un uso universal, esta investigación es sostenible en muchos sentidos.

El material también tiene altas propiedades mecánicas, como alta resistencia a la tracción y estabilidad química y resiliencia, lo que sería útil cuando entre en contacto con diversos contaminantes.

El objetivo de desarrollar estos innovadores filtros de aire electrospun PA-6 con incorporación de nanotecnología permitiría la eliminación de contaminantes y mejoraría la calidad del aire interior. Además, las nanofibras electrohiladas del compuesto de nanoarcilla PA-6 son rentables y permiten un uso a largo plazo, lo que hace que este enfoque sea más sostenible y avanzado cuando se trata de mejorar la calidad del aire interior.

Se puede permitir la oxidación del tolueno con luz ultravioleta de baja intensidad, así como un tiempo de reacción corto; Esto sería importante para garantizar que la purificación del aire sea mejorada y estable durante un largo período de tiempo.

perspectiva del futuro

El bajo requerimiento de energía, el uso a largo plazo, la tecnología de autolimpieza y el bajo costo han permitido que esta investigación innovadora avance en el campo de la filtración de aire interior para garantizar que se reduzca la presencia de contaminantes y sus efectos posteriores en la salud.

Esta investigación tiene el potencial de usarse a nivel mundial, lo que sería particularmente importante dados los crecientes niveles de contaminación y desechos químicos de las empresas industriales.

Además, esta tecnología podría usarse para garantizar que los trabajadores de las fábricas no sufran efectos adversos para la salud cuando trabajen cerca de contaminantes, lo cual es una gran preocupación tanto en países de ingresos bajos como altos.

En este sentido, el potencial de esta tecnología puede considerarse prometedor para todas las industrias para reducir los riesgos para la salud y evitar que los contaminantes ambientales provoquen tasas de mortalidad.

referencia

Aydin-Aytekin D, Gezmis-Yavuz E, Buyukada-Kesici E, Elif Cansoy C, Alp K y Koseoglu-Imer D (2022) Fabricación y caracterización de nanoarcilla multifuncional y TiO2 Nanofibras de poliamida electrohiladas incrustadas y sus aplicaciones en la filtración de aire interior. Ciencia e Ingeniería de Materiales: B279, página 115675. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921510722000721

Otras lecturas

Ritchie, H. y Roser, M., (2022) la contaminación del aire en interiores. [online] Nuestro mundo en datos. Disponible en: https://ourworldindata.org/indoor-air-pollution.

Ciencia interior, (2022) % – ciencia interior. [online] Disponible en: https://indoorscience.com/blog/the-importance-of-indoor-air-quality/

Tran, V., Park, D. y Lee, Y., (2020) Contaminación del aire interior, enfermedades humanas relacionadas y tendencias actuales para controlar y mejorar la calidad del aire interior. Internacional Revista de Investigación Ambiental y Salud Pública, 17(8), p.2927. https://doi.org/10.3390/ijerph17082927​​​​​​

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