Desarrollo de tecnologías innovadoras para la síntesis de materiales en aplicaciones de detección y medio ambiente

Abstract

Esta investigación doctoral se centra en la conversión integral de materiales de desecho y biomasas a través de enfoques sostenibles, generando materiales basados en carbono que exhiben propiedades ventajosas y capacidades cautivadoras para procesos catalíticos y detección de contaminantes ambientales. La progresión de la humanidad ha estado constantemente entrelazada con avances científicos y tecnológicos. Sin embargo, este camino ha ocurrido a lo largo de los siglos, a menudo en detrimento de los recursos de la Tierra, lo que ha llevado al cambio climático, la pérdida de biodiversidad, la depleción del ozono estratosférico, trastornos en los ciclos de nitrógeno y fósforo, acidificación oceánica, contaminación ambiental y la dispersión de gases peligrosos en la atmósfera. En los últimos años, la comunidad de investigación se ha percatado de esta dura realidad al alinearse con los 12 principios de la Química Verde y los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) delineados en la agenda 2030 de las Naciones Unidas. En este sentido, el objetivo de esta empresa de investigación fue aprovechar el potencial de las fuentes de biomasa, que podrían representar amenazas para los ecosistemas y, directa o indirectamente, para la seguridad humana. Esto se logró transformándolos en valiosos materiales carbonáceos mediante el desarrollo de procesos sencillos y respetuosos con el medio ambiente. Además, de acuerdo con los principios de la Química Verde, haciendo hincapié en la utilización de materias primas renovables y la reducción de residuos, junto con el compromiso de los ODS de mitigar los impactos del cambio climático y promover la vida acuática y el bienestar de sus habitantes, estos innovadores materiales verdes se utilizaron como adsorbentes para la eliminación de peligrosos contaminantes orgánicos, como soportes para procesos catalíticos y como sistemas de detección selectiva y simultánea de iones de metales pesados. Estos avances han abierto las puertas a resultados prometedores, sugiriendo un avance significativo hacia el establecimiento de una comunidad científica totalmente sostenible.

This doctoral research focuses on the comprehensive conversion of waste materials and biomasses through sustainable approaches, yielding carbonbased materials that exhibit advantageous properties and captivating capabilities for catalytic processes and detection of environmental pollutants. Humanity progression has consistently been intertwined with scientific and technological advancements. However, this route has!occurred over the course of centuries, often at the detriment of the Earth’s resources, leading to climate change, biodiversity loss, stratospheric ozone depletion, disorders in nitrogen and phosphorus cycles, ocean acidification, environmental pollution, and the dispersion of hazardous gases in the atmosphere. In recent years, the research community became aware of this harsh reality, by aligning itself with the 12 principles of Green Chemistry and the 17 Sustainable Development Goals (SDGs) outlined in the 2030 agenda by the United Nations. On this account, the objective of this research endeavour was to harness the potential of biomass sources, which could pose threats to ecosystems and, directly or indirectly, to human safety. This was accomplished by transforming them into valuable carbonaceous materials through the development of straightforward and environmentally compatible processes. Moreover, according with Green Chemistry’s principles, emphasizing the utilization of renewable raw materials and waste reduction, along with SDGs commitment to mitigating the impacts of climate change and promotion of aquatic life, and its inhabitants’ well-being, these innovative green materials were harnessed as adsorbents for the removal of hazardous organic pollutants, as supports for catalytic processes and as selective and simultaneous sensor detection systems for heavy metal ions. These advancements have opened the doors to promising outcomes, suggesting a significant stride towards establishing a fully sustainable scientific community.