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Nanoextraction, separation and detection of micropollutants in one single and simple step

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Tecnología a nanoescala para analizar el agua de manera eficaz

Una técnica para detectar, extraer y separar microcontaminantes en un solo paso mejoraría significativamente la forma en la que se analiza el agua.

Cambio climático y medio ambiente

Los microcontaminantes son compuestos sintéticos o naturales que terminan en el medio acuático, por lo general, en bajas concentraciones. Estos compuestos pueden incluir residuos farmacéuticos y químicos, así como residuos de pesticidas. La detección y la eliminación precisas de los microcontaminantes son fundamentales para garantizar que las comunidades tengan acceso a agua potable salubre. Los científicos también pueden utilizar técnicas de extracción de microcontaminantes para evaluar el estado ambiental de los ríos y los mares, y para garantizar que los elementos como los equipos médicos estén en perfectas condiciones. «La extracción de los microcontaminantes de las muestras de agua suele implicar el uso de disolventes tóxicos», señala el coordinador del proyecto NanoEX, Detlef Lohse del Departamento de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Twente (los Países Bajos). «La preparación de las muestras no solo es perjudicial para el medio ambiente; el proceso también puede ser muy laborioso». Esto se debe en parte a que la preparación de las muestras consta de múltiples pasos. Además de requerir mucha mano de obra, las técnicas de extracción tradicionales pueden dar lugar a errores y equivocaciones, así como a dificultades en la reproducción de los hallazgos.

Nanoextracción novedosa

El equipo del proyecto NanoEX, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (CEI), se propuso abordar estos retos de muestreo a través del desarrollo de un medio para simplificar y agilizar todo el proceso. El concepto de nanoextracción constituyó el núcleo del proyecto. Sobre la base de los hallazgos de un proyecto anterior financiado por el CEI, llamado DDD (Diffusive Droplet Dynamics), Lohse y sus colegas inmovilizaron y «fijaron» con éxito nanogotas —gotas de aceite en agua cuantificables a escala nanométrica— en una superficie sólida. El equipo estaba seguro de que su técnica basada en nanotecnología facilitaría y simplificaría la identificación y la extracción de los microcontaminantes. Lohse explica: «El proceso funciona de este modo. Primero formamos estas nanogotas en un sustrato, dentro de una cámara estrecha. Luego, la solución de muestra que podría contener microcontaminantes se inyecta en la cámara. Los contaminantes, insolubles en agua, son solubles en las gotas de aceite y, por lo tanto, se "extraen" en las gotas». Es importante destacar que estas pequeñas gotas a nanoescala están «fijadas» al sustrato. Esto significa que permanecen en el sustrato, incluso cuando la solución de muestra fluye a través de la cámara. «Después de esto, mediante técnicas sensibles a los microcontaminantes de las nanogotas en la superficie, podemos detectar si las gotas contienen compuestos extraídos», explica Lohse. «Como alternativa, podemos recolectar las pequeñas gotas de la cámara y analizarlas con instrumentos analíticos comunes en un laboratorio».

Análisis preciso de los microcontaminantes

Lohse y su equipo consideran que la técnica desarrollada en el proyecto NanoEX simplificará en gran medida el proceso de preparación de las muestras para el análisis químico sensible y también mejorará la precisión de los resultados. La técnica ya se puede utilizar para garantizar la calidad del agua y realizar análisis ambientales, así como con fines forenses y de diagnóstico médico. Los institutos de investigación, los químicos analíticos y las autoridades de salud pública se beneficiarán. Lohse afirma: «Los próximos pasos incluyen la simplificación del modo en que recolectamos estas pequeñas gotas del sustrato. Por el momento, debemos unirlas con cuidado para formar una gota más grande con el fin de analizarla. De este modo, corremos el riesgo de perder algunas gotas». No obstante, Lohse y su equipo confían en que están en la dirección correcta. «Pueden extraerse muchos compuestos gracias a la técnica de NanoEX», añade. «Otro beneficio es que la técnica se puede aplicar junto con casi cualquier instrumento analítico que se encuentre en un laboratorio de investigación».

Palabras clave

NanoEX, microcontaminantes, agua, acuático, médico, nanogotas, contaminantes

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