Nanopartículas y luz ultravioleta para absorber selectivamente sustancias contaminantes

Muchas sustancias contaminantes liberadas en el medio ambiente por actividades humanas resisten la degradación a través de procesos naturales, y alteran los sistemas hormonales y de otros tipos en mamíferos y otros animales. Retirar del medio ambiente con métodos actuales a estos materiales tóxicos, que incluyen a pesticidas y alteradores endocrinos, es a menudo caro y exige mucho tiempo.

Unos científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, y la Universidad Federal de Goiás en Brasil, han demostrado un método novedoso de utilizar nanopartículas y luz ultravioleta para aislar rápidamente y extraer del suelo y del agua una serie de contaminantes.

El equipo de Ferdinand Brandl, Nicolas Bertrand, Robert Langer y Eliana Martins Lima ha basado su desarrollo en un trabajo inicial de Brandl y Bertrand orientado hacia una meta muy distinta: nanopartículas que podrían ser empleadas para suministrar fármacos a células cancerosas.

Brandl había sintetizado previamente polímeros que podían resquebrajarse por la exposición a la luz ultravioleta. Pero él y Bertrand dudaban de que fueran adecuados para el suministro de fármacos, dado que la luz ultravioleta, necesaria para resquebrajarlos y hacerles liberar su contenido, puede dañar a los tejidos y a las células, y no penetra debidamente a través de la piel. Cuando se enteraron de que se usa luz ultravioleta para desinfectar agua en ciertas plantas de tratamiento, empezaron a plantearse una cuestión diferente.

En esencia, la idea que surgió es que si en esas plantas depuradoras ya se estaba usando sin problemas luz ultravioleta, quizá en sus instalaciones sería factible emplear también estas partículas.

Brandl propuso entonces utilizar estas partículas para eliminar del agua sustancias tóxicas, contaminantes u hormonas, porque su equipo vio que las partículas se congregaban una vez se las irradiaba con luz ultravioleta.

Los investigadores sintetizaron polímeros a partir de polietileno glicol, un compuesto ampliamente utilizado que se encuentra en laxantes, en pastas de dientes y en colirios, entre otros muchos productos, y aprobado por la Administración estadounidense de Alimentos y Medicamentos (FDA) como aditivo alimentario; y ácido poliláctico, un plástico biodegradable utilizado por ejemplo en ciertos tipos de vasos de usar y tirar.

Las nanopartículas hechas a partir de estos polímeros tienen un núcleo hidrófobo y un exterior hidrófilo. Debido a las fuerzas a escala molecular, en una solución las moléculas contaminantes hidrófobas se mueven hacia las nanopartículas hidrófobas, y se adsorben sobre su superficie, donde se acaban quedando “atrapadas”. Este mismo fenómeno puede verse cuando la salsa de los espaguetis mancha la superficie del interior de las fiambreras de plástico, volviéndola rojiza.

Si se les dejara solos, estos nanomateriales permanecerían en suspensión y se dispersarían de forma uniforme en el agua. Pero cuando estas partículas son expuestas a la luz ultravioleta, se ven despojadas de la zona exterior estabilizadora y, ahora “enriquecidas” por los productos contaminantes, forman aglomeraciones más grandes que pueden ser entonces retiradas a través de filtración, sedimentación y otros métodos.

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