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Una tecnología para eliminar eficazmente metales tóxicos del agua

Las trazas de metales pueden contaminar el agua potable y provocar efectos tóxicos para la salud humana y el medio ambiente. Un equipo de científicos desarrolló una tecnología de detección y filtración de alta sensibilidad y selectividad para combatir este problema cada vez mayor.
Una tecnología para eliminar eficazmente metales tóxicos del agua
El mercurio (Hg), la plata (Ag) y el arsénico (As) son elementos naturales presentes en pequeñas cantidades en el suelo, las rocas y la atmósfera. También pueden encontrarse en algunos tipos de aguas residuales industriales. Cuando alcanzan las corrientes de agua pueden tener efectos nocivos y tóxicos. Importantes problemas de salud pública en varias partes del mundo han hecho saltar la alarma recientemente sobre este problema; sin embargo, se carece de métodos de detección eficaces.

Los científicos iniciaron el proyecto «Metal-containing hybrid materials for water remediation from trace heavy metals» (HY-REM), financiado por la Unión Europea, para abordar esta cuestión. Los investigadores desarrollaron dispositivos innovadores y rentables de alta selectividad y afinidad y que también permiten ahorrar tiempo. Se utilizaron, tanto individualmente como combinados, nanomateriales tales como nuevos complejos cúbicos de silicio, oxígeno e hidrógeno (silsesquioxanos oligoméricos poliédricos, POSS) y nanopartículas (NP) metálicas.

Se sintetizaron y caracterizaron varios materiales compuestos híbridos en el marco del proyecto. Los científicos optimizaron la producción de POSS para obtener materiales compuestos con una distribución más estrecha del tamaño de los poros para facilitar la selectividad de los poros para ciertos tamaños de iones. Además, se consiguió también una distribución uniforme de los grupos funcionalizados que forman sitios de reacción para la unión de iones metálicos en estos materiales compuestos de POSS.

La sílice con grupos de hidruro de silicio unidos a ella se agrupa de manera eficiente y elimina rápidamente el Hg del agua en un amplio rango de valores de pH y concentraciones de Hg. Los materiales híbridos de POSS con diversos grupos funcionales también demostraron poseer una mayor carga de Hg. Además, la sílice con NP de Ag inmovilizadas eliminó rápidamente el Hg inorgánico de una solución acuosa a temperatura ambiente. Esto fue acompañado por un cambio de color potencialmente útil para detectar fácilmente los resultados. Por último, los grupos hidruro en la sílice mostraron un gran potencial para la eliminación rápida y eficaz de Ag radiactiva, un contaminante fundamental de los residuos nucleares.

HY-REM demostró que la producción optimizada de materiales compuestos con base de sílice y que contienen nuevos nanomateriales es muy adecuada para fabricar dispositivos de filtración de agua eficientes. Teniendo en cuenta la creciente preocupación por la contaminación por metales pesados ​​y Ag radiactiva, la tecnología de HY-REM podría contribuir de manera significativa a proteger la salud pública y el medio ambiente.

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