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Jun 04, 2023

La Universidad de Oxford logra el éxito en materia de peligros

Por primera vez, los químicos de Oxford han generado fluoroquímicos, críticos para muchas industrias, sin el uso de gas peligroso de fluoruro de hidrógeno. El método innovador del equipo, publicado este

Por primera vez, los químicos de Oxford han generado fluoroquímicos, críticos para muchas industrias, sin el uso de gas peligroso de fluoruro de hidrógeno. El método innovador del equipo, publicado esta semana en la revista líder Science, podría lograr un inmenso impacto en la mejora de la seguridad y la huella de carbono de una industria global en crecimiento. Al comercializar esta tecnología, nuestro objetivo es permitir el desarrollo de tecnologías seguras, sostenibles y rentables. -síntesis efectiva de fluorocarbonos en todo el mundo. Esperamos que este estudio anime a los científicos de todo el mundo a proporcionar soluciones disruptivas a problemas químicos desafiantes, con la perspectiva de beneficio social. Profesora Véronique Gouverneur FRS, Departamento de Química, Universidad de Oxford. Los fluoroquímicos son un grupo de químicos que tienen una amplia gama de aplicaciones importantes, incluidos polímeros, agroquímicos, productos farmacéuticos y baterías de iones de litio en teléfonos inteligentes y automóviles eléctricos, con un mercado global de 21.400 millones de dólares en 2018. Actualmente, todos los fluoroquímicos se generan a partir del gas tóxico y corrosivo fluoruro de hidrógeno (HF) en un proceso que consume mucha energía. A pesar de las estrictas normas de seguridad, los derrames de HF han ocurrido numerosas veces en las últimas décadas, a veces con accidentes fatales y efectos ambientales perjudiciales. Para desarrollar un enfoque más seguro, un equipo de químicos de la Universidad de Oxford junto con colegas de la empresa derivada de Oxford FluoRok, Universidad College London y Colorado State University se inspiraron en el proceso de biomineralización natural que forma dientes y huesos. Normalmente, el HF se produce haciendo reaccionar un mineral cristalino llamado espato flúor (CaF2) con ácido sulfúrico en condiciones duras, antes de usarse para fabricar fluoroquímicos. En el nuevo método, los fluoroquímicos se elaboran directamente a partir de CaF2, evitando por completo la producción de HF: un logro que los químicos han buscado durante décadas. En el nuevo método, el CaF2 en estado sólido se activa mediante un proceso inspirado en la biomineralización, que imita la forma en que que los minerales de fosfato de calcio se forman biológicamente en dientes y huesos. El equipo molió CaF2 con sal de fosfato de potasio en polvo en un molino de bolas durante varias horas, utilizando un proceso mecanoquímico que ha evolucionado a partir de la forma tradicional en la que molimos especias con un mortero. El producto en polvo resultante, llamado Fluoromix, permitió Síntesis de más de 50 fluoroquímicos diferentes directamente a partir de CaF2, con hasta un 98 % de rendimiento. El método desarrollado tiene el potencial de agilizar la cadena de suministro actual y disminuir los requisitos de energía, ayudando a cumplir los objetivos de sostenibilidad futuros y reducir la huella de carbono de la industria. Además, el proceso de estado sólido desarrollado fue igual de efectivo con espato flúor de grado ácido ( > 97%, CaF2) como lo fue con CaF2 de grado reactivo sintético. El proceso representa un cambio de paradigma para la fabricación de fluoroquímicos en todo el mundo y ha llevado a la creación de FluoRok, una empresa derivada fundada en 2022 que se basa en décadas de investigación en los laboratorios de la autora principal, la profesora Véronique Gouverneur FRS, de la Departamento de Química, Universidad de Oxford. La tecnología patentada de FluoRok emplea directamente material de desecho fluorado o mineral de fluorita natural como fuente, para acceder a compuestos de alto valor que son clave para la transición energética del mundo, nuestro suministro global de alimentos y nuestra salud. El profesor Gouverneur dijo: 'El uso directo de El CaF2 para la fluoración es un santo grial en este campo y durante décadas se ha buscado una solución a este problema. La transición a métodos sostenibles para la fabricación de productos químicos, con un impacto perjudicial reducido o nulo sobre el medio ambiente, es hoy un objetivo de alta prioridad que puede acelerarse con programas ambiciosos y un replanteamiento total de los procesos de fabricación actuales. Este estudio representa un paso importante en esta dirección porque el método desarrollado en Oxford tiene el potencial de implementarse en cualquier lugar del mundo académico y de la industria, minimizar las emisiones de carbono, por ejemplo, acortando las cadenas de suministro, y ofrecer una mayor confiabilidad a la luz de la fragilidad de las cadenas de suministro globales. 'Calum Patel, estudiante de doctorado en el Departamento de Química y uno de los autores principales del estudio, añadió: 'La activación mecanoquímica de CaF2 con una sal de fosfato fue una invención interesante porque este proceso aparentemente simple representa una solución muy eficaz para un problema complejo; sin embargo, persisten grandes interrogantes sobre cómo funcionó esta reacción. La colaboración fue clave para responder estas preguntas y mejorar nuestra comprensión de esta nueva área inexplorada de la química del flúor. Las soluciones exitosas a los grandes desafíos provienen de enfoques y experiencia multidisciplinarios, creo que el trabajo realmente capta la importancia de eso.'El estudio 'Fluoroquímicos a partir de espato flúor a través de un proceso mecanoquímico habilitado con fosfato que evita el HF' se publicó en Science.