En plantas industriales, las incrustaciones minerales funcionan como una barrera invisible que reduce el flujo en las tuberías y eleva los costos operativos. Esta acumulación, similar a la cal en una tetera pero a gran escala, representa un desafío persistente para los sectores de energía y tratamiento de agua.
Ahora, un equipo de ingenieros de la Universidad Rice propone un camino alternativo: películas de diamante sintético cultivadas en laboratorio capaces de repeler estos depósitos.
Una barrera natural contra los minerales
El equipo liderado por Xiang Zhang y Pulickel Ajayan desarrolló películas de diamante utilizando una técnica conocida como deposición química de vapor por plasma de microondas (MPCVD). Al modificar la superficie con terminaciones químicas específicas, como el nitrógeno, lograron una resistencia notable frente a la formación inicial de incrustaciones.
Las pruebas demostraron que el diamante tratado con nitrógeno acumuló más de diez veces menos minerales que otros tratamientos con oxígeno, hidrógeno o flúor. Esta resistencia se atribuye a una capa densa de agua que se forma sobre la superficie, dificultando la adhesión de iones minerales.
Aplicaciones en sectores clave
La misma modificación química fue aplicada con éxito en electrodos de diamante dopados con boro, empleados en procesos electroquímicos. Los resultados mostraron una reducción significativa en la acumulación sin comprometer su rendimiento.
Esta versatilidad hace del recubrimiento una opción atractiva para industrias con necesidades críticas, como la desalinización de agua, generación de energía y manufactura.
Eficiencia sin impacto ambiental de los diamante sintéticos
Actualmente, las soluciones comunes para el escalado incluyen limpieza mecánica y productos químicos, ambos con efectos secundarios costosos o contaminantes. Frente a eso, el recubrimiento de diamante surge como una alternativa pasiva, escalable y estable ante temperaturas extremas, sin la necesidad de intervención constante ni aditivos.
Jun Lou, uno de los investigadores del proyecto, destaca que el proceso de aplicación de estas películas es adaptable y económico, lo que lo vuelve viable para implementaciones industriales a gran escala.
Con estos hallazgos, la Universidad Rice abre una nueva vía hacia sistemas industriales más limpios, eficientes y sostenibles, donde el diamante deja de ser una joya para convertirse en un aliado técnico. El estudio fue publicado en la revista ACS Nano, especializada en nanotecnología y ciencia de materiales.
Fuente y foto: Universidad Rice