Científicos del Instituto Indio de Ciencias (IISc) han desarrollado un hidrogel ecológico para eliminar los microplásticos, un nuevo contaminante global, del agua.
Estos pequeños residuos plásticos pueden entrar en nuestro organismo a través del agua que bebemos y aumentar el riesgo de enfermedades. También suponen una amenaza para el medio ambiente, se encuentran incluso en zonas remotas, como casquetes polares y fosas oceánicas profundas, y suponen una amenaza para la vida acuática y terrestre.
Solo en el fondo marino, la cantidad de microplásticos se ha triplicado en las últimas dos décadas, dice un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología Ambientales de la Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB) y el Departamento de Medio Ambiente Construido de la Universidad de Aalborg.
Así funciona el hidrogel
Este material tiene una red de polímeros entrelazada única que puede unir contaminantes y descomponerlos bajo la influencia de los rayos ultravioleta. La investigación fue publicada en la revista Nanoscale.
Los científicos han intentado anteriormente utilizar filtros de membrana para eliminar los microplásticos. Sin embargo, las membranas pueden obstruirse con estas pequeñas partículas, volviéndolas inestables. En cambio, el equipo del IISc dirigido por Suryasarathy Bose, profesor del departamento de ciencia e ingeniería de materiales, decidió recurrir a los hidrogeles 3D.
El nuevo hidrogel desarrollado por el equipo de investigación consta de tres capas de polímeros diferentes (quitosano, alcohol polivinílico y polianilina) entrelazadas para formar una estructura de red de polímeros interpenetrantes (IPN).
El equipo llenó esta matriz con nanoclusters de un material llamado polioxometalato sustituido con cobre (Cu-POM).
Estos nanoclusters son catalizadores que pueden utilizar luz ultravioleta para descomponer los microplásticos.
Combinando polímeros y nanoclusters, se creó un hidrogel duradero capaz de adsorber y degradar grandes cantidades de microplásticos.
Las pruebas de laboratorio
La mayoría de los microplásticos son el resultado de una degradación incompleta de los plásticos y las fibras domésticas. Para simular esto en el laboratorio, el equipo cortó tapas de contenedores de alimentos y otros productos plásticos cotidianos para crear los dos tipos más comunes de microplásticos que se encuentran en la naturaleza: cloruro de polivinilo y polipropileno.
“Además de limpiar o eliminar los microplásticos, otro tema importante es su detección. Como se trata de partículas muy pequeñas, no se pueden ver a simple vista”, explica en un comunicado Sumi Dutta, primer autor del estudio y becario postdoctoral nacional del SERB en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales.
Para resolver este problema, los investigadores agregaron tintes fluorescentes a los microplásticos para monitorear cuánto absorbía y degradaba el hidrogel en diferentes condiciones. «Probamos la eliminación de microplásticos en diferentes niveles de pH del agua, diferentes temperaturas y diferentes concentraciones de microplásticos«, explica Dutta.
Se descubrió que el hidrogel era muy eficaz, ya que podía eliminar aproximadamente el 95 % y el 93 % de dos tipos diferentes de microplásticos del agua con un pH casi neutro (aproximadamente 6,5). El equipo también realizó varios experimentos para probar la resistencia y durabilidad del material. Descubrieron que la combinación de tres polímeros proporcionaba estabilidad a diferentes temperaturas.
El hidrogel, un material ecológico y reutilizable
«Queríamos crear un material que fuera más ecológico y reutilizable«, explica Bose. El hidrogel resiste hasta cinco ciclos de eliminación de microplásticos sin una pérdida significativa de eficacia.
Además, señala Bose, una vez que se desactiva el hidrogel, se puede reutilizar como nanomateriales de carbono que pueden eliminar metales pesados como el cromo hexavalente del agua contaminada.
En el futuro, los investigadores planean colaborar con colegas para desarrollar un dispositivo que pueda usarse a gran escala para limpiar microplásticos de diversas fuentes de agua.
Ecoportal.net
Con información de: https://www.iagua.es/
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