Los cristales brillantes detectan y atrapan los metales pesados en el agua potable

Por: Catherine Elton

Publicado originalmente el 16 de diciembre de 2016 en Anthropocene Daily Science

Traducción de: Michel Martínez

El descubrimiento reciente de plomo en el agua potable de Flint, Michigan, y Newark, New Jersey, ambos en Estados Unidos, es un recuerdo aleccionador de que el agua potable contaminada no es un peligro de salud ambiental restringido a los países en vías de desarrollo. Los casos subrayaron la importancia de contar con tecnologías apropiadas que puedan detectar niveles bajos de metales pesados y que puedan eliminar estos contaminantes del agua. Un grupo de investigadores recientemente desarrolló un componente que tiene el potencial de hacer ambas tareas. Lo que es más importante, es barato y reciclable.

     El nuevo material es un marco de metal-orgánico que tiene la forma de un cristal. Los científicos recientemente describieron cómo lo desarrollaron y lo probaron, en un artículo nuevo para la revista Applied Materials and Interfaces.

     Para el estudio lo primero que hicieron los investigadores fue desarrollar tres marcos metal-orgánicos luminiscentes similares (LMOFs, por sus siglas en inglés). El material brillante disminuye de intensidad en la presencia de metales pesados. Del mismo modo, son altamente porosos y capaces de atrapar metales. (La coautora Jing Li explica que un gramo tiene tantos poros que si su área fuera extendida sobre una superficie plana, cubriría 2,000 metros cuadrados). Entonces los investigadores analizaron su estructura con poderosos rayos X. Finalmente, probaron cómo reaccionaban los materiales bajo el agua con diferentes materiales pesados y ligeros en términos de detección, captura y selectividad.

     Descubrieron que uno de estos marcos metal-orgánicos luminiscentes similares (LMOFs) podía detectar plomo a 19.7 ppb (partes por billón), que se encuentra entre las concentraciones más bajas de cualquier LMOF estudiado hasta la fecha, y mercurio a 3.3 ppb. En lo que respecta a limpiar el agua, los experimentos revelaron que este mismo LMOF funcionó mejor con el mercurio en una solución de agua, en 30 minutos. Li argumentó que su desempeño fue ligeramente menor en el plomo, pero aun así fue altamente eficaz. El componente fue selectivo para estos dos metales pesados en mezclas que contenían los metales ligeros calcio y magnesio, los cuales son incluso benéficos y no tóxicos.

     Idealmente, dice Li, este componente podría colocarse en un polímero para atrapar metales pesados mientras fluyen por encima. Se necesitan futuras investigaciones y desarrollo para hacer la tecnología más barata y resistente. Si funciona, no sólo podemos esperar agua cristalina, sino también agua limpiada con cristales.

Fuente: Rudd N et al. “Highly Efficient Luminescent Metal–Organic Framework for the Simultaneous Detection and Removal of Heavy Metals from Water”. Applied Materials and Interfaces. 2016. DOI: 10.1021/acsami.6b10890

Versión en inglés: Glowing crystals detect and trap heavy metals in drinking water.

Colaboración con la revista Anthropocene de Future Earth, EUA.
Imagen: tanakawho/flickr.com

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