Según científicos de la Universidad de Viena, los filtros elaborados con nanotubos de carbono tienen una gran capacidad de absorver y retener una amplia gama de contaminantes del agua, por ejemplo drogas solubles o hidrocarburos aromáticos policíclicos, y también de reducir los problemas de saturabilidad de los filtros, debido a que poseen una gran superficie.Los nanotubos de carbono, compuestos de moléculas cilíndricas de carbono con un diámetro de unos pocos nanométros (una millonésima de milímetro), poseen propiedades electrónicas, mecánicas y químicas muy aplicables a nuevas tecnologías para el tratamiento de aguas contaminadas.
Muchos de los contaminantes del agua tienen una afinidad (tendencia a agruparse por absorción o adsorción) muy alta a los nanotubos de carbono y pueden ser eliminados del agua contaminada por filtros hechos de este nanomaterial.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Viena está realizando investigaciones sobre este tema y ha desarrollado un método llamado "muestreo pasivo", que permite la medición de la afinidad de una categoría de contaminantes cancerígenos, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), a los nanotubos de carbono. Los datos obtenidos con el nuevo método son mucho más fiables para aplicaciones reales, ya que, al contrario que las técnicas clásicas, permite realizar mediciones en concentraciones similares a las que pueden producirse en el medio ambiente (generalmente muy bajas).
Una vez desarrollado y validado el método de muestreo, los investigadores desarrollaron pruebas para medir la afinidad (absorción y adsorción) de varios contaminantes (HAPs) en los nanotubos de carbono en un amplio rango de concentraciones.
 Imagen: Nanotubos de carbono, Universität Wien |
Sostenibilidad de los nanotubos de carbono
Las excepcionales propiedades de los nanotubos de carbono hacen que sea difícil estudiar su comportamiento en condiciones reales.
"Las tecnologías innovadoras siempre vienen con ventajas y desventajas para los humanos y el medio ambiente. Una buena comprensión de las interacciones entre los contaminantes y los nanotubos de carbono, así como la forma en que los nanotubos de carbono se comportan en el medio ambiente es esencial antes de que puedan ser utilizados en los filtros", explicó Melanie Kah, miembro del proyecto.
Competencia entre contaminantes por un lugar en los nanotubos de carbono
Otro de los aspectos investigados por los científicos es el fenómeno de la competencia entre los contaminantes. Muchos productos químicos a menudo coexisten en el medio ambiente, especialmente en los cuerpos de agua contaminada.
Si la competencia se produce, significa que un contaminante puede no adjuntarse a los nanotubos de carbono si coexisten competidores mejores. La competencia no es aceptable para la aplicación del filtro, ya que la eficacia del filtro variará en función de la cantidad y tipo de contaminantes presentes.
Pruebas realizadas con técnicas clásicas, con concentraciones relativamente altas, mostraban que la competencia puede ser muy fuerte cuando coexisten tres HAPs con los nanotubos de carbono. Por el contrario, los experimentos desarrollados con el método de muestreo pasivo, en concentraciones más similares a las que ocurren en el medio ambiente, mostraron que no existe competencia aunque coexistan 13 PAHs.
Disminuir la saturación del filtro
Los problemas derivados de la saturación de los filtros podrían reducirse utilizando nanotubos de carbono, ya que estos poseen una gran área de superficie (p.e. 500m2 por gramo de nanotubo) y por lo tanto una gran capacidad para retener los contaminantes. También el mantenimiento y los desechos derivados de la descontaminación del agua se reducirian.
Los científicos de la Universidad de Viena ha publicado recientemente esta investigación en la revista "Environmental Science & Technology".
Fuente: Universität Wien
Publicado en Higiene Ambiental
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