Eliminar nanoplásticos contaminantes con microrobots
La impresión molecular(se abrirá en una nueva ventana) es una técnica puntera con un gran potencial para las aplicaciones destinadas a garantizar la seguridad del agua y los alimentos. Permite a sensores muy selectivos detectar contaminantes a concentraciones muy bajas. Sin embargo, uno de sus principales inconvenientes es que se limita a la identificación de contaminantes orgánicos, como plaguicidas, fármacos y tintes. Por lo tanto, las impurezas sólidas, como los microplásticos y los nanoplásticos, no se podrían detectar con estas soluciones de impresión molecular.
Actuar contra la contaminación por microplásticos y nanoplásticos
El objetivo del proyecto MIPhmotors, que contó con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana), era identificar nuevas estrategias potenciales que pudieran superar las limitaciones actuales de detección y, en concreto, que actuaran contra la contaminación por microplásticos y nanoplásticos. El proyecto fue coordinado por la Universidad Tecnológica de Brno(se abrirá en una nueva ventana), en Chequia. «El aumento de la producción y el uso de plásticos ha provocado la acumulación de residuos plásticos en océanos, mares, lagos y ríos», señala Mario Urso, coordinador del proyecto MIPhmotors en la Universidad de Catania(se abrirá en una nueva ventana), en Italia. «En estos entornos acuáticos, los plásticos se fragmentan poco a poco en elementos más pequeños, es decir, microplásticos y nanoplásticos, cuya peligrosidad puede aumentar al adsorber otros contaminantes tóxicos presentes en el agua». Los microplásticos y nanoplásticos pueden ser ingeridos por los peces o contaminar directamente los sistemas de abastecimiento de agua potable. Los nanoplásticos son especialmente peligrosos, ya que debido a su pequeño tamaño y peso se pueden difundir rápidamente y penetrar con facilidad en los tejidos.
Microrobots autopropulsados alimentados por luz
Para hacer frente a este problema, Urso y su equipo crearon microrobots que pueden recoger microplásticos del agua. Estos microrobots autopropulsados y alimentados por luz están formados por capas de un nuevo tipo de material bidimensional similar al grafeno, el MXene. Los nanoplásticos quedan atrapados y retenidos entre estas capas, de forma parecida a como se almacenan los libros en una biblioteca. Urso utilizó prototipos de microrobots multidireccionales y demostró que pueden recoger de forma eficaz y rápida nanoesferas de poliestireno en muestras de agua. Tras atrapar los nanoplásticos, los microrobots se transfirieron magnéticamente a electrodos, donde se calculó la cantidad de plástico recogido. «La labor desarrollada en este proyecto ha permitido corroborar el potencial de estos microrobots para eliminar nanoplásticos del agua contaminada y, de este modo, hacer frente a un problema de contaminación ambiental cada vez más acuciante», afirma Urso. «Mi esperanza es que este trabajo sirva de inspiración para continuar desarrollando tecnologías de microrobots para tratar y supervisar el agua y los alimentos».
Sensores microrobóticos en supuestos reales
Para Urso, los próximos pasos incluyen el desarrollo de sensores microrobóticos que funcionen en supuestos reales y que sean comercialmente viables. Para ello será fundamental encontrar la forma de reducir el coste de fabricación de los microrobots. «Los materiales utilizados, los MXenes, son relativamente caros», afirma Urso. «Por lo tanto, tenemos que concebir un nuevo planteamiento más rentable para crear los microrobots estratificados. Desde el principio, quise desarrollar un sistema que evitara emplear aparatos caros y personal capacitado». También hay que probar los microrobots en distintos tipos de agua. Por ejemplo, una alta concentración de sal podría reducir su rendimiento. Urso quiere asimismo aplicar técnicas de impresión molecular para crear estos prototipos de microrobots, lo que podría aumentar aún más su eficacia. «Pero esto puede constituir todo un reto —comenta el investigador—. El riesgo es que para añadir esta función adicional, se debería incluir un nuevo material, que ocuparía el espacio entre las capas de MXene donde se deben almacenar los nanoplásticos, lo que reduciría el rendimiento». Así las cosas, Urso cree que el éxito de este proyecto demuestra la necesidad de adaptarse a las circunstancias de los científicos. «Empecé pensando en la impresión molecular y acabé con lo que creo que es un método más innovador y eficaz», concluye Urso.
