La adición de arcilla a nanofluidos salinos crea materiales útiles

Mediante el control de una mezcla de arcilla, agua y sal, los investigadores noruegos y brasileños han creado nanoestructuras que podrían ayudar a aumentar la producción de petróleo, ampliar la vida útil de ciertos alimentos o que se pueden usar en cosméticos o fármacos

Hemos visto como se separa una salsa o mayonesa, o una capa resbaladiza de aceite que se forma encima de la crema para la piel. El aceite y el agua generalmente permanecen separados. Es realmente un trabajo duro mantener estables las gotitas de agua o gotitas de aceite en una sustancia llamada una emulsión.

Los materiales, llamados emulsificantes, pueden ayudar a mantener una emulsión estable y se utilizan en alimentos procesados, medicina y recuperación mejorada de petróleo de los reservorios de petróleo, para hacer frente a este desafío. Pero muchas industrias también tienen el desafío opuesto de mantener el petróleo separado del agua.

Jon Otto Fossum, físico de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), ha trabajado previamente en el control del comportamiento de las gotas de arcilla y aceite usando electricidad, un hallazgo que fue publicado en Nature Communications en 2013.

En este último esfuerzo, Fossum lideró un grupo internacional que creó dos tipos diferentes de nanoestructuras basadas en arcilla sobre una gota de aceite en agua, simplemente ajustando la salinidad del agua alrededor de la gota. El hallazgo fue publicado en la revista en línea de acceso abierto publicada por Nature, llamada Scientific Reports.

El hallazgo se basa en dos bien conocidas propiedades de la arcilla en el agua. Las partículas de arcilla se repelen entre sí en agua que no contiene sal. En este caso, las arcillas forman los mismos tipos de nanoestructuras que se encuentran en los materiales de vidrio. Por el contrario, las partículas de arcilla en agua salada tienden a agregarse y formar una especie de gel que consiste en una nano-red de partículas de arcilla.

"Es posible diseñar pequeñas partículas de arcilla con un gel delgado de micrones en una gota de aceite en el agua mediante el ajuste fino de la salinidad del agua alrededor de la gota de aceite", dijo Fossum.

Resistencia mecánica importante
Fossum dijo que el descubrimiento demuestra que hay estructuras de gel de micrones de espesor formadas en concentraciones específicas de sal en agua con suficiente resistencia mecánica para evitar que las gotas de aceite en las emulsiones se fusionen entre sí.

Hasta la investigación del equipo, nadie había observado nanoestructuras de vidrio o gel en nanofluidos en las interfaces fluido-fluido.

La capacidad de crear estructuras de gel de micrones de espesor mediante el control de las concentraciones de sal podría usarse para mejorar la cantidad de petroleo recuperado de los reservorios de petróleo, dijo Fossum, o podría ser capaz de mejorar la vida útil de determinados productos alimenticios. Las estructuras también podrían encontrar un uso en medicamentos o cosméticos, dijo.

Cooperación noruego-brasileña
El equipo internacional que está detrás de la investigación es de la NTNU, la universidad más grande de Noruega, y de la Pontifica Universidad Católica del Río de Janeiro (PUC-Rio) y la Universidad de Sao Paulo (USP), dos de las mejores universidades latinoamericanas.

La red interdisciplinaria estaba compuesta por físicos de NTNU, dirigidos por Fossum, ingenieros mecánicos de la PUC-Río, encabezados por Marcio S. Carvalho y químicos de la USP, dirigidos por Koiti Araki. El financiamiento para este esfuerzo provino del Consejo de Investigación de Noruega, del Centro Noruego para la Cooperación Internacional en Educación, del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico de Brasil y de la CAPES.

http://geminiresearchnews.com/2016/11/clay-little-salt-water-can-make-enhanced-oil-recovery/

Información bibliográfica completa
Gholamipour-Shirazi, A. et al. Transition from glass- to gel-like states in clay at a liquid interface. Sci. Rep. 6, 37239; doi: 10.1038/srep37239 (2016).
http://www.nature.com/articles/srep37239

Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU)
25 Noviembre 2016