>El concepto de biorrefinería muestra una manera de salir de un mundo dominado por los productos petroquímicos: Desarrollo de productos químicos, precursores moleculares y productos industriales derivados de los recursos petroleros es una práctica convencional. Plásticos, detergentes, productos farmacéuticos, incluso se derivan de los productos petroquímicos.

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Los combustibles fósiles mezclada con etanol proporcionan una serie de beneficios. Obviamente sería más interesante un buen coche eléctrico. Con un creciente enfoque en los temas económicos y ambientales asociados con el procesamiento de productos químicos derivados del petróleo, los científicos están buscando rutas alternativas para el desarrollo de moléculas de la planta de forma natural o materias primas disponibles basados en cultivos.

Mientras que la química verde ‘producción ecológica’,, ni al medio ambiente y las fuentes renovables de combustible están de moda en estos días, parece bastante irónico que pudimos ver a la industria química círculo que se cierra sobre sus fuentes de materia prima: En las primeras partes de el siglo 20, la mayoría no energéticos productos industriales tales como medicamentos, pinturas, productos químicos, colorantes y fibras fueron preparadas con verduras, plantas y cultivos.

Durante la década de 1970, el petróleo Productos químicos orgánicos basados había reemplazado en gran medida los derivados de materiales vegetales, capturando más del 95% de los mercados anteriormente en manos de los productos procedentes de fuentes biológicas.

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Los recientes acontecimientos en las perspectivas de los materiales de base biológica investigación muestran que no sólo de combustible (ver también “El papel de la nanotecnología en la producción de biocombustibles próxima generación”), pero muchos otros petroquímicos productos derivados puede ser sustituida por materiales industriales elaborados a partir de recursos renovables.

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Los investigadores continúan avanzando en la investigación y el desarrollo de nuevas tecnologías que reducir el costo de la materia de la planta de transformación en productos de valor añadido.

De particular interés para los campos de la nanotecnología es el diseño y desarrollo de nanomateriales suave a partir de fuentes renovables. La generación de estos materiales – tensioactivos, geles molecular, cristales líquidos, autoensambladas nanotubos orgánicos, fibras retorcidas y hélices – a partir de recursos renovables podrían tener un impacto significativo en las tecnologías de producción y las economías.

El bajo costo, la disponibilidad abundante, renovabilidad, y las características ecológicas de las materias primas de base biológica son prometedores factores para el futuro de este campo.

“La elaboración de métodos generales para convertir materias primas bio-basados en moléculas de valor añadido o materiales es una tarea difícil,” George, John, un profesor asociado en el Departamento de Química de la Universidad de la ciudad de Nueva York, dice Nanowerk.

“Estamos demostrando que las diferentes materias primas de base biológica de las plantas y cultivos, por ejemplo varios azúcares y el anacardo aceite de cáscara de nuez, se podrían convertir en productos químicos de valor agregado como los tensioactivos, y nuevas moléculas (amphiphiles) que podrían ser utilizados para generar una amplia variedad de nanomateriales como los nanotubos y nanopartículas. ”

Aunque los suministros de biomasa de las materias primas, los procesos que los transforman de manera eficiente en valiosas entidades moleculares son necesarios. Para distinguir el proceso de base biológica de su homólogo a base de petróleo, la biorrefinería término se utiliza para describir el concepto que integra los procesos de conversión de biomasa / materia prima renovable y la infraestructura asociada utilizada para producir productos químicos y materiales.

Biorefinería concepto en materiales blandos de desarrollo
concepto de biorrefinería en el desarrollo de materiales blandos. En un artículo de revisión reciente de Langmuir (“Biorefinería: Una herramienta de diseño para Gelators molecular”), John y su equipo ofrecen una visión general de hydrogelators pequeño peso molecular y organogelators obtenidos mediante la combinación de los conceptos de biorrefinería y los principios de la química supramolecular con una visión de la química verde.

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El uso de geles molecular (gel fabricado a partir de moléculas pequeñas en lugar de polímeros) se ha demostrado en aplicaciones tales como medicinas regenerativas, aplicaciones electrónicas y fotónicas, y la conservación del arte. También se han encontrado de interés con el uso potencial como vehículos de liberación de fármacos, las plantillas para la síntesis de nanomateriales, y los agentes de la estructuración de los alimentos.

“La capacidad de gelators moleculares para inmovilizar las moléculas del disolvente (líquidos orgánicos o agua) se debe a la propensión a sufrir supramolecular procesos de autoensamblaje”, explica John. “El gelators jerárquicamente se auto-ensamblan para formar una red 3D autoensambladas fibrilar. Esto ha demostrado ser una estrategia versátil, sencillo de fabricación de abajo hacia arriba para generar no sólo la novela sino también única, altamente ajustable materiales.”

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Señala que la naturaleza ofrece materias primas estructuralmente diversos, tales como azúcares, ácidos grasos y lípidos que pueden ser explotadas para adaptar los eventos de reconocimiento específico a nivel molecular ya su vez desarrollar arquitecturas en nanoescala morfológicamente ricos. Así, la diversidad en la naturaleza puede ser utilizado para controlar la red de gel exquisitamente para diversos usos.

“En los últimos años, hemos desarrollado diversos gelators molecular anfifílicas de los recursos naturales renovables”, dice John. “Algunos de ellos han sido explorados en aplicaciones que van desde la administración de fármacos a la síntesis de nanomateriales híbridos.” procesos Biorefinería aplicar transformaciones químicas enzimáticas o simples a las materias primas disponibles de forma natural como la vitamina C, la amígdala, trehalosa y cardanol para producir una amplia gama de amphiphiles y su auto-ensamblado molecular geles.

Para que las aplicaciones bio-refinería a ser ‘verde’, el proceso de elección debe ser selectiva, energéticamente eficientes, de alto rendimiento, y benigno para el medio ambiente.

“Las enzimas funcionan como catalizadores biológicos en diversas industrias tales como alimentos, productos químicos especiales, aditivos y por nombrar algunos”, señala John. “También se encuentran con aplicaciones como componentes activos de los detergentes, reactivos de laboratorio, reactivos de diagnóstico, y facilitar la digestión.

Las enzimas son altamente regioselectiva y exhibir un excelente control del proceso de auto-ensamblaje, y con su uso, varios materiales jerárquicamente autoensambladas han sido se dio cuenta. ” John prevé que los procesos de futuro puede estar dominado por las estrategias que emplean los procesos microbianos y enzimas para la producción sostenible de productos químicos básicos.

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