(Centro de Nanotecnología Aplicada, Facultad de Ciencias Universidad Mayor, Santiago, Chile )
Tópico: Nuevos catalizadores para propelentes sólidos compuestos, basados en grafeno y nanopartículas metálicas.
Uno de los aspectos críticos de la carrera por la conquista del espacio es el desarrollo de combustibles más seguros, estables y eficientes. Los propelentes sólidos compuestos (CSP) aparecen como posibles candidatos. Sin embargo, su liberación de energía aún es baja para llegar a destinos lejanos con una sola carga. Las propiedades de descomposición del perclorato de amonio (AP), el oxidante principal de un motor de cohete, se pueden ajustar agregando un catalizador de velocidad de combustión, que puede alterar su temperatura de descomposición más alta y, por lo tanto, aumentar la velocidad de combustión. Tradicionalmente, los derivados de ferroceno y los óxidos metálicos de grano fino se han utilizado como catalizadores de velocidad de combustión. El efecto de las micro y nanopartículas metálicas (NP) en la descomposición de AP ha sido ampliamente evaluado. Es conocido que una mayor superficie de contacto se relaciona con un mejor efecto catalítico y, por lo tanto, las NP de metales de transición han resultado ser mejores catalizadores que las micropartículas. No obstante, la mayoría de los procedimientos de producción de nanopartículas de metales de transición requieren de calcinación como un paso final, que es un proceso que consume energía, requiere equipos especializados y tiene un impacto directo en el precio final del catalizador. Además, las NP se agregan fácilmente, por lo que es necesario incorporar un agente de protección.
En este trabajo, se sintetizaron NP de cobalto y cobre estabilizadas con óxido de grafeno reducido (rGO). No se utilizaron temperaturas extremadamente altas o pasos de calcinación, y la aglomeración fue controlada mediante la presencia de rGO. El efecto de los nuevos catalizadores sobre la descomposición de AP se comparó con nanopartículas metálicas sin estabilizante. Todos los catalizadores sintetizados disminuyeron significativamente la temperatura de descomposición de AP, pero en el caso de los sistemas con rGO, la liberación de energía aumentó en mayor proporción.
Biografía
La Dra. María Belén Camarada es Profesora Asociada en la Facultad de Ciencias de la Universidad Mayor, Santiago, Chile. Además, es la Directora del Centro de Nanotecnología Aplicada (CNAP) de la misma institución desde el año 2017 (https://cnap.umayor.cl/), donde ha conseguido financiamiento de diversos programas de investigación, formado estudiantes de pregrado, postgrado y postdoctorado. CNAP actualmente posee 9 Investigadores Principales y financiamiento de Chile, Estados Unidos y China.
Durante su carrera ha publicado más de 35 publicaciones con revisión de pares y ha recibido financiamiento como Investigador Principal y co-Investigador de proyectos del Fondo Chileno de Investigación (Fondecyt 1180023 y 1161297), US Army de Estados Unidos (RDECOM W911NF1810398) y la Fundación Nacional de Ciencia en China (NSFC 51962007).
Su investigación se centra principalmente en el desarrollo de nuevos nanomateriales con aplicación en sensores electroquímicos para la detección de contaminantes y patógenos, y en el desarrollo de nuevos catalizadores para propelentes sólidos compuestos.