México, (UPI) - Los científicos han desarrollado un nuevo material de filtración que podría reducir el costo ambiental de la fabricación de plástico al separar el etileno purificado del etano.

Al extraer el ingrediente clave en la forma más común de plástico de una mezcla de otros químicos, creen que su proceso consume mucha menos energía que otros métodos. El marco metal-orgánico desarrollado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología se publicó el viernes en la revista Science.

Las industrias del plástico y el petróleo fabrican alrededor de 170 millones de toneladas de etileno en todo el mundo cada año al extraer el material de una mezcla con etano en el proceso de refinación de petróleo.

Durante años, los científicos han estado buscando un método alternativo al proceso actual de alta energía que enfría el crudo hasta más de 212 grados bajo cero Fahrenheit.

Las industrias preferirían escurrir el etileno, que es la molécula necesaria para crear polietileno que se utiliza para hacer bolsas de la compra y otros recipientes de uso diario.

"Es muy difícil de hacer", dijo el doctor Wei Zhou, científico de NCNR, en un comunicado de prensa . "La mayoría de los MOF que se han estudiado utilizan etileno en lugar de etano. Algunos de ellos incluso han demostrado un excelente rendimiento de separación, al adsorber selectivamente el etileno".

Desde una perspectiva industrial, preferirían hacer lo contrario si fuera posible. "Usted quiere absorber el subproducto de etano y dejar que pase el etileno", dijo.

Bajo un microscopio, el marco de metal orgánico parece un rascacielos a medio construir de vigas y sin paredes, según los científicos. Las superficies de las vigas contienen ciertas moléculas de hidrocarburos que se pegarán firmemente. Una mezcla de dos hidrocarburos vertidos a través del MOF derecho puede extraer un tipo de molécula de la mezcla y permitir que otros hidrocarburos emerjan en forma pura.

Los científicos construyeron su sistema en la Universidad de Texas en San Antonio y en la Universidad de Tecnología de Taiyuan en China.

En 2012, otros investigadores en el NCNR encontraron que un marco particular llamado MOF-74 separaba una variedad de hidrocarburos, incluido el etileno.

"Un gran tema en química es encontrar formas de romper el fuerte vínculo que se forma entre el carbono y el hidrógeno", dijo el líder del equipo, profesor de UTSA, Banglin Chen. "Hacer eso te permite crear una gran cantidad de nuevos materiales valiosos. Encontramos una investigación previa que demostró que los compuestos que contienen peróxido de hierro podrían romper ese enlace".

Para romper el enlace en una molécula de hidrocarburo, el compuesto primero tendría que atraer la molécula. Al modificar las paredes de MOF-74 para que contengan una estructura similar al compuesto, la molécula que atrajo de su mezcla fue el etano.

Mediante el uso de la difracción de neutrones, encontraron qué parte de la superficie del MOF atrae el etano.

"Sin la comprensión fundamental del mecanismo, nadie creería nuestros resultados", dijo Chen. "También pensamos que podemos tratar de agregar otros grupos pequeños a la superficie, tal vez hacer otras cosas. Es una nueva dirección de investigación y estamos muy entusiasmados".

Los investigadores dijeron que necesitan seguir desarrollando el proceso antes de que se adapte.

"Probamos que esta ruta es prometedora, pero no estamos afirmando que nuestros materiales se desempeñen tan bien que no se pueden mejorar", dijo Zhou. "Nuestro objetivo futuro es aumentar dramáticamente su selectividad. Vale la pena seguir adelante".