Las nanofibras eliminan los tintes peligrosos del agua
Residuos para purificar el agua: suena paradójico, pero eso es exactamente lo que se ha conseguido ahora
Los tintes, como los utilizados en la industria textil, constituyen un grave problema medioambiental. En la Universidad Técnica de Viena se han desarrollado filtros eficaces basados en residuos de celulosa.
Günther Rupprechter y Qaisar Maqbool con una visualización de la nano web.
Vienna University of Technology
Utilizar residuos para purificar el agua puede sonar contradictorio. Pero en la Universidad Técnica de Viena se ha conseguido exactamente eso: se ha desarrollado una nanoestructura especial para filtrar del agua una amplia clase de tintes nocivos. Un componente crucial es un material que se considera residuo: la celulosa usada, por ejemplo en forma de paños de limpieza o vasos de papel. La celulosa se utiliza para recubrir un fino nanotejido y crear un filtro eficaz para el agua contaminada.
Veneno coloreado en el agua
Los colorantes orgánicos representan el mayor grupo de colorantes sintéticos, incluidos los llamados compuestos azoicos. Su uso está muy extendido en la industria textil, incluso en países donde se presta poca atención a la protección del medio ambiente, y los tintes suelen acabar en aguas residuales sin filtrar. "Esto es peligroso porque esos tintes se degradan muy lentamente, pueden permanecer en el agua durante mucho tiempo y suponer un gran peligro para los seres humanos y la naturaleza", explica el profesor Günther Rupprechter, del Instituto de Química de Materiales de la Universidad Técnica de Viena.
Hay varios materiales que pueden aglutinar esos colorantes. Pero eso solo no basta. "Si dejamos que el agua contaminada fluya sobre una película filtrante capaz de fijar los colorantes, el efecto de limpieza es escaso", explica Günther Rupprechter. "Es mucho mejor crear un nanotejido con muchas fibras diminutas y dejar que el agua se filtre". Así, el agua entra en contacto con una superficie mucho mayor y se pueden fijar muchas más moléculas de colorante orgánico.
Residuos de celulosa como nanofiltro
"Trabajamos con nanocelulosa semicristalina, que puede producirse a partir de material de desecho", explica Qaisar Maqbool, primer autor del estudio y postdoctorando en el grupo de investigación de Rupprechter. "Las sustancias que contienen metales suelen utilizarse para fines similares. Nuestro material, en cambio, es totalmente inocuo para el medio ambiente, y además podemos producirlo reciclando papel usado."
Esta nanocelulosa se "hila" junto con el plástico poliacrilonitrilo en nanoestructuras. Sin embargo, esto requiere mucha habilidad técnica. El equipo de la Universidad Técnica de Viena lo consiguió con el llamado proceso de electrospinning. En este proceso, el material se pulveriza en forma líquida, las gotitas se cargan eléctricamente y se envían a través de un campo eléctrico.
"Así se consigue que el líquido forme hilos finísimos con un diámetro de 180 a 200 nanómetros durante el curado", explica Günther Rupprechter. Estos hilos forman un tejido fino con una gran superficie, lo que se conoce como "nano-red". Se puede colocar una red de hilos en un centímetro cuadrado, con una superficie total de más de 10 cm2.
Pruebas con éxito
Las pruebas con estas nanoestructuras recubiertas de celulosa tuvieron mucho éxito: En tres ciclos se purificó el agua contaminada con colorante violeta y se eliminó el 95% del colorante. "Los colorantes permanecen almacenados en la nanoestructura. Entonces se puede desechar toda la red o regenerarla, disolver los tintes almacenados y reutilizar el tejido filtrante", explica Günther Rupprechter.
Sin embargo, aún queda trabajo por hacer: evaluar las propiedades mecánicas de las sofisticadas nano-redes, realizar pruebas de biocompatibilidad, evaluar la sensibilidad a contaminantes más complejos y lograr la escalabilidad a niveles industriales. Ahora, Rupprechter y su equipo de investigación quieren investigar cómo puede trasladarse esta tecnología de filtrado de colorantes a otros campos de aplicación. "Esta tecnología también podría ser muy interesante para el campo de la medicina", opina Rupprechter. "La diálisis, por ejemplo, también necesita filtrar sustancias químicas muy específicas de un líquido". Los nanotejidos recubiertos podrían ser útiles para este tipo de aplicaciones.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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