Los vegetales y frutas pueden durar más o menos tiempo dependiendo de cuáles se guardan juntos, ya que algunos emiten etileno, un componente que liberan de forma natural algunos alimentos vegetales y que hace que maduren antes. Varios investigadores han desarrollado un nuevo catalizador sobre una estructura de madera que impide que la fruta madure demasiado rápido y, por lo tanto, también evita el desperdicio de comida.
Los plátanos son un buen ejemplo de comida que puede parecer rápidamente poco apetitosa. Tras solo unos pocos días, la piel pasa a estar con manchas y marrón. Es por esto que mucha gente los tira. La culpa de esto la tiene el etileno. El etileno no solamente causa que algunas frutas maduren más rápido, sino que también afecta a otras frutas cercanas. Esto desencadena la producción de etileno en ellas también, lo que a su vez conduce a una reacción en cadena real, dependiendo del número de frutas que están almacenadas juntas.
Un catalizador para un proceso de maduración más gradual
Los investigadores Huizhang Guo y Mirko Lukovic de Empa y ETH Zurich han conseguido desintegrar el etileno que se libera para que no alcance a otras frutas y vegetales. La base para esto es una estructura de madera deslignificada. Los científicos explican que está equipada con un catalizador en base a platino que se distribuye a nivel atómico.
La madera tiene tres elementos básicos: celulosa, hemicelulosa y lignina, que es el agente de unión en la madera. Como parte de su novedosa investigación, los científicos utilizan un ácido para extraer la lignina y la hemicelulosa de la madera. Esto hace a la madera extremadamente porosa, y le da una superficie de área específica y muy extensa, convirtiéndola en madera deslignificada, una estructura natural ideal para el catalizador de platino. El siguiente paso fue poner la madera deslignificada en dos soluciones diferentes. La primera crea la base para que las partículas de platino se adhieran a la célula de la madera. La segunda solución contiene las partículas de platino que posteriormente se introducirán en la estructura de madera. Este procedimiento se desarrolló a partir de resultados de investigaciones anteriores.
Madera para mantener las frutas y verduras frescas con el catalizador en base a platino / Bote der Urschweiz
Como un catalizador de tres vías
De acuerdo con los investigadores, este principio funciona de forma similar a un convertidor catalítico de tres vías utilizado en motores de autos. “Cuando el etileno atraviesa la estructura porosa, encuentra repetidamente partículas de platino. Estas descomponen la hormona de la planta en agua y dióxido de carbón (CO2)”, explican los científicos. En las pruebas, a temperatura ambiente, el catalizador descompone casi el 100% del etileno emitido. Sin embargo, no funciona a temperaturas exteriores de 0°C o menores. Entonces, el agua que es producida no puede evaporarse y por consiguiente se acumula en el catalizador. El proceso de conversión químico está bloqueado. “Calentar la estructura completa por unos pocos minutos cada dos horas es todo lo que se necesita para liberar al catalizador del agua y permitirle funcionar de nuevo”, dice Lukovic.
Tras la demostración de los resultados de la efectividad de la madera deslignificada equipada con el catalizador, el siguiente paso sería ampliar el concepto a nivel industrial, afirman los investigadores. Después, se podrían instalar prototipos mayores del catalizador en refrigeradores y congeladores para preservar la fruta y vegetales por más tiempo.
Refrigerador Hitachi / If World Design Guide
Efecto catalítico requerido
La compañía japonesa Hitachi ha estado produciendo refrigeradores con catalizadores de platino desde 2015. Pero utiliza sílice como referencia para las nanopartículas de platino. El principio, que utiliza una estructura amigable con el medio ambiente basada en madera sustentable recientemente desarrollado por los investigadores Empa, está reemplazando los catalizadores de platino. Debido a la estructura porosa y jerarquizada de la madera deslignificada, las nanopartículas de platino con un tamaño de 20 nanómetros pueden distribuirse de manera uniforme y eficiente en cantidades muy pequeñas para lograr el efecto catalítico requerido. Y la tecnología desarrollada en Empa tiene otra ventaja más. Como el catalizador está firmemente unido a la superficie de madera porosa, los alimentos no entrarán en contacto con las nano/micropartículas de platino.
