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Adsorbente anziché freddo

10.11.2018

Nel mondo di oggi, siamo circondati da tutti i lati da polimeri. Ce ne sono così tanti che i rifiuti polimerici sono un serio problema per gli oceani, ma qui, come si suol dire, sono loro stessi da incolpare. Tuttavia, oltre al problema dei rifiuti, ce n'è un altro.

Il fatto è che la produzione di polimeri è un processo molto costoso in termini di energia. Ad esempio, prima che un sacchetto convenzionale possa essere realizzato in polietilene, il polietilene stesso deve essere prima realizzato in etilene. E prima ancora, prendi l'etilene, perché non si trova in natura. L'etilene viene prodotto da altri idrocarburi mediante un processo chiamato pirolisi: le materie prime idrocarburiche vengono riscaldate in apparecchiature speciali, a seguito delle quali le molecole grandi si sfaldano in molecole più piccole, tra cui c'è l'etilene. Ma oltre all'etilene di cui abbiamo bisogno, si formano molte più sostanze diverse che devono essere in qualche modo rimosse da questa miscela, perché l'etilene deve avere un grado di purezza molto elevato per produrre polietilene.

Il processo di separazione e purificazione è la pietra angolare di tutta la produzione chimica. Non è così difficile ottenere una sostanza: è difficile separarla dagli altri in seguito. A tal fine, le fabbriche hanno enormi installazioni e consumano anche risorse in proporzione. La principale impurità problematica nell'etilene è il suo "fratello" chimico praticamente nativo etano. Sono entrambi molto simili nelle loro proprietà e quindi è molto difficile separarli l'uno dall'altro. Per questo, le piante costruiscono complessi impianti criogenici che purificano l'etilene dall'etano a bassa temperatura e alta pressione. Naturalmente, questo non solo rende più costosa la produzione, ma porta anche a inutili emissioni nell'ambiente e al consumo di risorse.

Una possibile soluzione al problema è l'uso di adsorbenti. Invece di raffreddare, comprimere e riscaldare milioni di tonnellate di una miscela di gas, sarebbe bello farla passare attraverso una specie di filtro che assorbe etano e fornisce etilene puro all'uscita. I ricercatori hanno lottato per anni per creare tali materiali. Alcuni anni fa, etano ed etilene sono stati separati utilizzando strutture metallo-organiche (MOF), ma con un "ma" molto significativo. L'adsorbente sviluppato ha trattenuto l'etilene, ma, al contrario, ha lasciato passare l'etano. Cioè, la separazione è avvenuta al contrario: non l'etilene è stato pulito dall'etano, ma l'etano dall'etilene. Tenendo conto del fatto che in condizioni reali la miscela contiene molto più etilene, è stato ottenuto un lavoro extra, che non era migliore della separazione criogenica.

Ricercatori cinesi e statunitensi hanno svelato una sostanza che elimina l'etano da una miscela senza toccare l'etilene. Questo adsorbente è una struttura del telaio metallo-organica a base di ferro, tuttavia, a differenza dei progetti precedenti, gli atomi di ossigeno sono stati posizionati su atomi di ferro. Una tale struttura molecolare si è rivelata in grado di legare efficacemente le molecole di etano, mentre le molecole di etilene non si sono attaccate a tali "recettori". Di conseguenza, l'adsorbente risultante è diventato in grado di separare "correttamente" la miscela etano-etilene in una fase: legare l'etano e far passare l'etilene.

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Macchina per diradare i fiori nei giardini 02.05.2024

Nell'agricoltura moderna si sta sviluppando il progresso tecnologico volto ad aumentare l'efficienza dei processi di cura delle piante. Presentata in Italia l'innovativa macchina per il diradamento dei fiori Florix, progettata per ottimizzare la fase di raccolta. Questo attrezzo è dotato di bracci mobili, che permettono di adattarlo facilmente alle esigenze del giardino. L'operatore può regolare la velocità dei fili sottili controllandoli dalla cabina del trattore tramite joystick. Questo approccio aumenta significativamente l'efficienza del processo di diradamento dei fiori, offrendo la possibilità di adattamento individuale alle condizioni specifiche del giardino, nonché alla varietà e al tipo di frutto in esso coltivato. Dopo due anni di test della macchina Florix su diverse tipologie di frutta, i risultati sono stati molto incoraggianti. Agricoltori come Filiberto Montanari, che utilizza una macchina Florix da diversi anni, hanno riscontrato una significativa riduzione del tempo e della manodopera necessari per diluire i fiori. ... >>

Microscopio infrarosso avanzato 02.05.2024

I microscopi svolgono un ruolo importante nella ricerca scientifica, consentendo agli scienziati di approfondire strutture e processi invisibili all'occhio. Tuttavia, vari metodi di microscopia hanno i loro limiti e tra questi c'è la limitazione della risoluzione quando si utilizza la gamma degli infrarossi. Ma gli ultimi risultati dei ricercatori giapponesi dell'Università di Tokyo aprono nuove prospettive per lo studio del micromondo. Gli scienziati dell'Università di Tokyo hanno presentato un nuovo microscopio che rivoluzionerà le capacità della microscopia a infrarossi. Questo strumento avanzato consente di vedere le strutture interne dei batteri viventi con sorprendente chiarezza su scala nanometrica. In genere, i microscopi nel medio infrarosso sono limitati dalla bassa risoluzione, ma l’ultimo sviluppo dei ricercatori giapponesi supera queste limitazioni. Secondo gli scienziati, il microscopio sviluppato consente di creare immagini con una risoluzione fino a 120 nanometri, ovvero 30 volte superiore alla risoluzione dei microscopi tradizionali. ... >>

Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

L’agricoltura è uno dei settori chiave dell’economia e il controllo dei parassiti è parte integrante di questo processo. Un team di scienziati dell’Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, ha trovato una soluzione innovativa a questo problema: una trappola per insetti alimentata dal vento. Questo dispositivo risolve le carenze dei metodi tradizionali di controllo dei parassiti fornendo dati sulla popolazione di insetti in tempo reale. La trappola è alimentata interamente dall'energia eolica, il che la rende una soluzione ecologica che non richiede energia. Il suo design unico consente il monitoraggio sia degli insetti dannosi che utili, fornendo una panoramica completa della popolazione in qualsiasi area agricola. “Valutando i parassiti target al momento giusto, possiamo adottare le misure necessarie per controllare sia i parassiti che le malattie”, afferma Kapil ... >>

La minaccia dei detriti spaziali al campo magnetico terrestre 01.05.2024

Sempre più spesso sentiamo parlare di un aumento della quantità di detriti spaziali che circondano il nostro pianeta. Tuttavia, non sono solo i satelliti e i veicoli spaziali attivi a contribuire a questo problema, ma anche i detriti di vecchie missioni. Il crescente numero di satelliti lanciati da aziende come SpaceX crea non solo opportunità per lo sviluppo di Internet, ma anche gravi minacce alla sicurezza spaziale. Gli esperti stanno ora rivolgendo la loro attenzione alle potenziali implicazioni per il campo magnetico terrestre. Il dottor Jonathan McDowell del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian sottolinea che le aziende stanno rapidamente implementando costellazioni di satelliti e il numero di satelliti potrebbe crescere fino a 100 nel prossimo decennio. Il rapido sviluppo di queste armate cosmiche di satelliti può portare alla contaminazione dell'ambiente plasmatico terrestre con detriti pericolosi e una minaccia per la stabilità della magnetosfera. I detriti metallici dei razzi usati possono disturbare la ionosfera e la magnetosfera. Entrambi questi sistemi svolgono un ruolo chiave nella protezione e nel mantenimento dell'atmosfera ... >>

Solidificazione di sostanze sfuse 30.04.2024

Ci sono parecchi misteri nel mondo della scienza e uno di questi è lo strano comportamento dei materiali sfusi. Possono comportarsi come solidi ma improvvisamente trasformarsi in un liquido fluido. Questo fenomeno ha attirato l'attenzione di molti ricercatori e forse ci stiamo finalmente avvicinando alla soluzione di questo mistero. Immagina la sabbia in una clessidra. Di solito scorre liberamente, ma in alcuni casi le sue particelle iniziano a rimanere bloccate, trasformandosi da liquido a solido. Questa transizione ha importanti implicazioni per molti settori, dalla produzione di farmaci all’edilizia. Ricercatori statunitensi hanno tentato di descrivere questo fenomeno e di avvicinarsi alla sua comprensione. Nello studio, gli scienziati hanno condotto simulazioni in laboratorio utilizzando i dati provenienti da sacchetti di perle di polistirolo. Hanno scoperto che le vibrazioni all’interno di questi insiemi avevano frequenze specifiche, il che significa che solo alcuni tipi di vibrazioni potevano viaggiare attraverso il materiale. Ricevuto ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

L'Europa spenderà 1,3 miliardi di euro per Giove 08.05.2012

L'Agenzia spaziale europea (ESA) ha annunciato l'intenzione di inviare a Giove una missione spaziale del valore di circa 1,3 miliardi di euro. Il 2 maggio, il comitato del programma scientifico dell'ESA ha approvato la costruzione di JUICE (Jupiter Icy moons Explorer), una sonda spaziale di grande classe. La missione JUICE si è rivelata più preferibile per il comitato rispetto agli altri due candidati: il progetto dell'osservatorio gravitazionale spaziale del New Gravitational-wave Observatory e il telescopio spaziale a raggi X ATHENA.

Se tutto va secondo i piani, nel 2022 JUICE inizierà la sua epica esplorazione di 11 anni di Giove e di molte delle sue lune. La prima priorità della sonda sarà la ricerca degli oceani sotto il ghiaccio di Europa e Ganimede.

Secondo il supervisore della missione Michelle Dougherty dell'Imperial College London, la missione JUICE è stata preferita in parte per il suo minor rischio finanziario, ma principalmente per il suo fascino per molti membri della commissione. "Il punto di forza della missione JUICE", ha affermato, "è che genera molto interesse da un'ampia varietà di gruppi nella comunità scientifica".

L'obiettivo principale della missione è Ganimede. Il suo oceano si trova tra strati di ghiaccio a una profondità di duecento chilometri. Ganimede, come la Terra, ha un nucleo di ferro fuso, ma il meccanismo della sua "dinamo" che permette ai suoi mari sotterranei di essere liquidi è ancora un mistero.

JUICE volerà anche due volte oltre Europa, la prima luna di Giove sospettata e successivamente confermata avere un oceano subglaciale. Inizialmente, quando JUICE stava per essere inviato su Giove in tandem con le sonde della NASA, Europa era l'obiettivo principale della missione, ma dopo che la NASA ha abbandonato questo programma, che lo considerava troppo costoso, hanno deciso di inviare una sonda europea nell'orbita di Ganimede, ecco perché due sorvoli oltre Europa acquisiscono un altissimo valore scientifico.

La sonda JUICE peserà quasi cinque tonnellate, il che la rende la navicella spaziale più pesante mai inviata su altri pianeti. In volo alimenterà la sua attrezzatura grazie a enormi pannelli solari con una superficie totale di 60-70 metri quadrati. metri. La composizione dell'attrezzatura non è stata ancora definita definitivamente, ma ci saranno sicuramente radar, magnetometri e telecamere. La NASA fornirà un paio dei suoi strumenti a bordo di JUICE.

Il layout completo della sonda e le sue capacità scientifiche saranno finalizzate entro i prossimi 18 mesi, ha affermato Dougherty.

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