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Viernes, 30 junio 2017
Ciencia de los Materiales

Membranas de grafeno para lograr diálisis más rápidas

La diálisis, en el sentido más general, es el proceso por el cual se filtran moléculas en una solución, mediante su difusión a través de una membrana, y pasando a una solución más diluida. Más allá de la hemodiálisis, que retira residuos de la sangre, los científicos usan la diálisis para purificar fármacos, retirar residuos de soluciones químicas y aislar moléculas para el diagnóstico médico, normalmente permitiendo que los materiales atraviesen una membrana porosa.

 

Las membranas comerciales de diálisis actuales separan las moléculas despacio, en parte debido a su composición: son relativamente gruesas, y los poros que atraviesan tales membranas densas lo hacen en forma de rutas sinuosas, lo que dificulta que las moléculas objetivo las atraviesen con rapidez.

 

Ahora, unos ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, han fabricado una membrana funcional de diálisis a partir de una lámina de grafeno. El grafeno consiste en una capa de carbono con un átomo de espesor. En esta capa, los átomos de carbono están distribuidos formando una retícula hexagonal, que recuerda a la de un panal de abejas. La membrana de grafeno, del tamaño de una uña, tiene menos de 1 nanómetro de espesor. (Las más delgadas actuales tienen unos 20 nanómetros de grosor.) La membrana, obra del equipo de Piran Kidambi, es capaz de filtrar moléculas de tamaño nanométrico de soluciones acuosas hasta 10 veces más rápido que las membranas más avanzadas, siendo el propio grafeno hasta 100 veces más veloz.

 

[Img #44767]

 

1: el grafeno, producido sobre una lámina de cobre, es presionado contra una hoja de policarbonato de soporte. 2: el policarbonato actúa para desprender el grafeno del cobre. 3: usando polimerización interfacial, los científicos sellan los desgarrones y defectos grandes en el grafeno. 4: a continuación, utilizan plasma de oxígeno para crear poros de tamaños específicos en el grafeno. (Imágenes: cortesía de los investigadores/MIT News)

 

Los prometedores resultados obtenidos con esta nueva membrana demuestran que el grafeno podría mejorar los procesos de separación de sustancias en trabajos de laboratorio y posiblemente la hemodiálisis. Esta última constituye un tratamiento vital para personas cuyo sistema renal es incapaz de limpiar de impurezas la sangre, pero provoca efectos secundarios notables y hace perder mucho tiempo al paciente cada semana.

 

Debido a que el grafeno es tan delgado, la difusión a través de él puede ser extremadamente veloz. Las moléculas en tránsito no tienen que seguir todo el parsimonioso recorrido por los poros tortuosos de una membrana gruesa antes de salir por el otro lado, tal como recalca Kidambi.

 

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