Científicos desarrollan pigmento ecológico de bajo costo utilizando tierras raras

Este nuevo desarrollo busca abordar los problemas asociados con los pigmentos tradicionales, como la toxicidad y la contaminación ambiental.

Por Fabián Pizarro Arcos con información de el Diario del Pueblo Digital

Un equipo de científicos chinos desarrolló un pigmento ecológico y de bajo costo utilizando tierras raras para abordar problemas asociados con los pigmentos tradicionales, como la toxicidad y la contaminación ambiental, y se espera que impulse la próxima generación de tecnología de pigmentos, informó este lunes el Science and Technology Daily.

Para mejorar la durabilidad del color, los pigmentos industriales pueden contener trazas de metales pesados como plomo, cadmio y mercurio. Incluso con recubrimientos protectores, estos metales pueden filtrarse bajo ciertas condiciones e ingresar al cuerpo humano a través del contacto, la inhalación o la ingestión accidental, lo que podría dañar el sistema nervioso, la sangre y los riñones.

Basándose en los abundantes recursos de tierras raras de China, un equipo de investigación dirigido por Dong Bin, profesor de la Universidad Minzu de Dalian, ha desarrollado con éxito pigmentos de tierras raras libres de metales pesados y de bajo costo, que no contienen metales pesados tóxicos, y al mismo tiempo logran colores altamente saturados en cuatro grandes familias de colores: verde, amarillo, naranja y rojo.

El equipo se centró en la investigación de las tierras raras. Al revisar la literatura sobre aplicaciones de tierras raras, encontraron que la industria tradicional de pigmentos inorgánicos enfrenta un dilema irreconciliable: la mayoría de los pigmentos brillantes de amarillo a rojo dependen de compuestos de metales pesados. Aunque estas sustancias ofrecen un excelente rendimiento de color, son altamente tóxicas y propensas a la bioacumulación. El equipo entonces hizo un hallazgo fortuito: los iones de tierras raras pueden producir una coloración intensa evitando la toxicidad asociada con los metales pesados.

Luo Xixian, miembro clave del equipo de investigación, explicó que las abundantes reservas de tierras raras en China proporcionan una base de recursos única y ventajosa para el desarrollo de pigmentos de bajo costo y ecológicos.

Durante el proceso de investigación y desarrollo, el mayor desafío que enfrentó el equipo fue lograr un control preciso sobre el comportamiento óptico de los iones de tierras raras y optimizar eficientemente la saturación del color. En el camino, los investigadores descubrieron que los aluminosilicatos son respetuosos con el medio ambiente tanto durante su preparación como en su uso, virtud que los hace muy adecuados para los requisitos de los pigmentos ideales de color.

El equipo también logró un avance en el control de costos. Los aluminosilicatos se encuentran entre los minerales más abundantes en la corteza terrestre, con amplia disponibilidad y precios bajos. Además, los iones de tierras raras necesarios para producir el pigmento son en su mayoría elementos con una demanda de mercado relativamente baja, lo que otorga una clara ventaja.

"El bajo costo de estos materiales, combinado con las ganancias marginales de eficiencia de la producción a gran escala, nos da la confianza de que el precio de venta puede reducirse en más del 60 por ciento en comparación con los pigmentos ecológicos de alta gama existentes", afirmó Dong Bin al Science and Technology Daily.

Por su parte, Xu Hongxing, académico de la Academia China de Ciencias, comentó que el nuevo pigmento de tierras raras supera los límites de los pigmentos tradicionales, eliminando la toxicidad y la contaminación, al tiempo que ofrece mayor estabilidad y menores costos, allanando el camino para la tecnología de pigmentos de próxima generación.

Actualmente, el equipo ha logrado la producción estable de pigmentos en cuatro familias de colores principales, incluyendo verde, amarillo, naranja y rojo, y ha alcanzado un acuerdo de cooperación preliminar con Jinpu New Area en Dalian, en la provincia de Liaoning, para establecer una línea piloto de producción de 500 toneladas mediante colaboración para lograr la producción en masa.

A continuación, el equipo planea lograr una cobertura de color de espectro completo. En cuanto a la aplicación, su objetivo es entrar en áreas estrechamente relacionadas con la vida diaria, como exteriores de edificios, pistas de aterrizaje, cerámica y recubrimientos automotrices, llevando "pigmentos alternativos no tóxicos" a productos de consumo ordinarios. Además, también está explorando aplicaciones de tierras raras en campos médicos, como la detección de rayos X.