Los desechos plásticos que llegan a los océanos y ríos representan una amenaza ambiental global con consecuencias dañinas para la salud de los animales, los seres humanos y los ecosistemas. Ahora, utilizando pequeños imanes a base de carbono en forma de bobina, los investigadores en Australia han desarrollado un nuevo enfoque parapurgando las fuentes de agua de los microplásticos que los contaminan sin dañar los microorganismos cercanos. Su trabajo aparece el 31 de julio en la revista Materia .
"Los microplásticos adsorben contaminantes orgánicos y metálicos a medida que viajan a través del agua y liberan estas sustancias peligrosas en los organismos acuáticos cuando se comen, lo que hace que se acumulen a lo largo de la cadena alimentaria", dice el autor principal Shaobin Wang, profesor de ingeniería química en elUniversidad de Adelaida Australia. "Los nanomuelles de carbono son lo suficientemente fuertes y estables como para descomponer estos microplásticos en compuestos que no representan una amenaza para el ecosistema marino".
Aunque a menudo son invisibles a simple vista, los microplásticos son contaminantes ubicuos. Algunos, como las perlas exfoliantes que se encuentran en los cosméticos populares, son simplemente demasiado pequeñas para filtrarse durante el tratamiento industrial del agua. Otros se producen indirectamente, cuando los desechos más grandes, como los refrescosbotellas o neumáticos en medio del sol y la arena.
Para descomponer los microplásticos, los investigadores tuvieron que generar sustancias químicas de corta duración llamadas especies reactivas de oxígeno, que desencadenan reacciones en cadena que cortan las diversas moléculas largas que componen los microplásticos en segmentos diminutos e inofensivos que se disuelven en agua. Sin embargo, especies reactivas de oxígenose producen a menudo utilizando metales pesados como el hierro o el cobalto, que son contaminantes peligrosos por derecho propio y, por lo tanto, no son adecuados en un contexto medioambiental.
Para sortear este desafío, los investigadores encontraron una solución más ecológica en forma de nanotubos de carbono mezclados con nitrógeno para ayudar a impulsar la generación de especies reactivas de oxígeno. Con forma de resortes, los catalizadores de nanotubos de carbono eliminaron una fracción significativa de microplásticos en solo ocho horasmientras se mantienen estables en las duras condiciones oxidativas necesarias para la descomposición de los microplásticos. La forma enrollada aumenta la estabilidad y maximiza el área de superficie reactiva. Como beneficio adicional, al incluir una pequeña cantidad de manganeso, enterrado lejos de la superficie de los nanotubos para evitar que se filtreen el agua, los diminutos manantiales se volvieron magnéticos.
"Tener nanotubos magnéticos es particularmente emocionante porque facilita su recolección de corrientes de aguas residuales reales para su uso repetido en la remediación ambiental", dice Xiaoguang Duan, investigador de ingeniería química en Adelaide que también codirigió el proyecto.
Dado que no hay dos microplásticos químicamente iguales, los próximos pasos de los investigadores se centrarán en garantizar que los nanomuelles funcionen en microplásticos de diferentes composiciones, formas y orígenes. También pretenden continuar confirmando rigurosamente la no toxicidad de cualquier sustancia químicacompuestos que se producen como productos intermedios o subproductos durante la descomposición de los microplásticos.
Los investigadores también dicen que esos productos intermedios y subproductos podrían aprovecharse como fuente de energía para los microorganismos que plagan actualmente los plásticos contaminantes. "Si los contaminantes plásticos pueden reutilizarse como alimento para el crecimiento de algas, será un triunfo para el uso de la biotecnología para resolverproblemas ambientales de manera ecológica y rentable ", dice Wang.
Este trabajo fue apoyado por el Consejo de Investigación de Australia, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Programa de Ciencia y Tecnología de la provincia de Guangdong.
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