Desarrollan una 'trampa molecular' para limpiar la contaminación del agua

Científicos de la Universidad de Manchester han desarrollado un nuevo material que puede ayudar a reducir la contaminación del agua causada por productos químicos nocivos.

Muchos artículos de uso diario, desde medicamentos hasta cosméticos, dejan residuos que no se descomponen por completo después de su uso. Estos contaminantes a menudo llegan a los sistemas hídricos, donde alteran los ecosistemas y causan daños a las plantas, los animales y los seres humanos.

La investigación, publicada en la revista Cell Reports Physical Science, describe un nuevo método que utiliza una estructura molecular llamada jaula metalorgánica (MOC). Estas pequeñas jaulas actúan como trampas diseñadas para atrapar y retener moléculas dañinas que se encuentran comúnmente en nuestros suministros de agua.

Si bien los MOC se han estudiado anteriormente para la captura de gases y productos químicos, se estudian más comúnmente en solventes químicos donde su rendimiento difiere significativamente del observado en el agua. Poder demostrar la captura de contaminantes de aguas residuales establecidos en el agua es, por tanto, un paso hacia la aplicación de estas jaulas en aplicaciones del mundo real.

Jack Wright, investigador de la Universidad de Manchester, que realizó la investigación como parte de su doctorado, afirmó en un comunicado: "Poder utilizar MOC en el agua es un avance realmente emocionante. Sabemos lo valiosos que son los MOC para capturar sustancias no deseadas, pero hasta ahora los investigadores no han podido aplicarlos a los sistemas de agua del mundo real.

"Muchos productos químicos nocivos son difíciles de eliminar del agua y, dado que la contaminación del agua se está convirtiendo en una crisis global, esta nueva tecnología MOC podría proporcionar una herramienta valiosa para ayudar a limpiar los sistemas de agua y evitar que los contaminantes ingresen a nuestro ecosistema, particularmente en ríos y lagos cerca de áreas urbanas o áreas industriales donde la descarga de aguas residuales es más común."

Las jaulas están formadas por iones metálicos conectados por moléculas orgánicas, formando una estructura piramidal hueca. Estos espacios huecos en el centro de estas estructuras son donde los MOC atrapan moléculas específicas, como contaminantes o gases.

La nueva estructura incorpora grupos químicos llamados sulfonatos para hacerla compatible con el agua, lo que le permite funcionar en sistemas de agua del mundo real, como ríos o aguas residuales.

Utiliza un efecto natural llamado unión hidrofóbica, donde las moléculas contaminantes se "adhieren" preferentemente al interior de la jaula en lugar de permanecer en el agua. Esto permite que el material capture y retenga selectivamente los contaminantes, incluso en entornos acuáticos difíciles.

La Dra. Imogen Riddell, supervisora de doctorado e investigadora de la Universidad de Manchester, dijo: "Una de las verdaderas fortalezas de este método es su flexibilidad. El enfoque que hemos desarrollado podría usarse para diseñar otros MOC solubles en agua con diferentes "Esto abre la puerta a muchas aplicaciones futuras, incluida la limpieza de diferentes tipos de contaminantes, el desarrollo de catalizadores ecológicos o incluso el desarrollo de estrategias de administración de fármacos".

Ahora, los investigadores buscarán expandir aún más las jaulas solubles en agua, para permitir la captura de más y diferentes contaminantes, y están trabajando en el desarrollo de rutas sólidas para reciclar las jaulas para apoyar su desarrollo como ayudas sustentables para la purificación del agua.