Nanopartículas purifican el agua, y se luego se recuperan con magnetismo

Una nueva nanopartícula desarrollada por ingenieros de la Universidad de Stanford ofrece un avance prometedor en el tratamiento de las aguas contamindasæ. Una vez en el agua, las nanopartículas sintéticas se pueden recuperar rápidamente por medio de imanes, a diferencia de las tecnologías similares existentes, que dejan demasiadas nanopartículas en el agua como para que sea considerada segura para uso humano.

La imagen muestra las nanopartículas carroñeras para el tratamiento del agua. Crédito de la imagen: Mingliang Zhang, Stanford School of Engineering

En años recientes, los ingenieros ambientales han buscado medios para desinfectar, descontaminar y desalinizar el agua contaminada con partículas activas a nanoescala, las que llaman “nanocarroñeras”. Pero el problema, desde un punto de vista técnico, es que es casi imposible recuperar las nanocarroñeras una vez que están en el agua.
Pero ahora, un equipo interdisciplinario de ingenieros de la Universidad de Stanford ha desarrollado un nuevo tipo de nanocarroñeras con un núcleo sintético que es ultrasensible al magnetismo, lo que permite la recuperación fácil y eficiente de prácticamente todas y cada una de las nanopartículas purificadoras.
En la actualidad hay tecnologías comerciales que utilizan nanopartículas formadas con un núcleo de óxido de hierro magnético, pero este material no es absolutamente sensible al magnetismo, y muchas nanocarroñeras permanecen en el agua, de manera que no se puede considerar segura para el consumo humano.
El avance de Stanford sustituye el óxido de hierro con un material sintético. El núcleo de las nuevas nanopartículas, realmente no se compone de un único material, sino que está formado por varias capas externas magnéticas de un material sintético, dispuestas a ambos lados de un centro de titanio.
En su estado natural, las nuevos nanocarroñeras no son magnéticas y no son atraídas por otro material magnético. Sin embargo, cuando se ven expuestas a un campo magnético fuerte, las direcciones opuestas de la fuerza magnética hace que las dos capas alrededor del centro de titanio se dispongan en un mismo sentido, lo que no solo las vuelve magnéticas, sino que se vuelven ultrasensibles al magnetismo.
En pruebas con nanocarroñeras recubiertas con plata, sumergidas en agua contaminada con la bacteria E. coli, con tan solo una dosis de plata de 17 partes por millón, el equipo ha logrado eliminar un 99,9% de las bacterias en sólo 20 minutos. Y han logrado extraer a prácticamente la totalidad de los nanocarroñeras en tan sólo cinco minutos de exposición a un imán permanente.
Después de haber demostrado un prototipo funcional, el equipo ahora está construyendo varias iteraciones de nanocarroñeras con diferentes reactivos exteriores para atacar contaminantes específicos, así como una nueva clase de nanocarroñeras que son un poco más grandes, y que pueden llevar bandas discretas de varios reactivos diferentes.
El hallazgo se publica en Nature Communications.
Fuente: Stanford Univeristy