Ciencia y tecnología

Un nuevo material puede matar el 99.9% de las bacterias en el agua usando sólo luz.

No hay que ir muy lejos, hoy ya hay mucha gente que sufre la escasez de agua potable, y con todos los cambios climáticos a los que se ha enfrentado nuestro planeta, este problema puede llegar a niveles aún más alarmantes. En este caso, el desarrollo de una forma más accesible y sostenible de obtener agua limpia es de suma importancia.

Y así, las nuevas investigaciones han tenido resultados muy satisfactorios en este sentido. Investigadores en China han creado una nueva forma de eliminar las bacterias del agua. Y lo mejor de todo es que esta novedad es muy eficiente y no perjudica al medio ambiente, ya que se realiza con luz.

Filtración de agua

El prototipo desarrollado por los científicos promete purificar hasta 10 litros de agua en sólo una hora. Cuando la luz ultravioleta brilla en una lámina bidimensional de una sustancia llamada nitruro de carbono de grafito, mata virtualmente todas las bacterias dañinas presentes

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Este tipo de técnica de filtración de agua ya se conoce como desinfección fotocatalítica, y es ampliamente discutida como una gran opción para los sistemas actuales de limpieza del agua, como la desinfección por cloro u ozono, ninguno de los cuales es técnicamente amigable con el medio ambiente.

«La futura aplicación de la tecnología de desinfección fotocatalítica puede aliviar significativamente la escasez de agua limpia y la escasez de energía a nivel mundial», explica el líder del estudio Dan Wang.

Lo que hace que este nuevo descubrimiento sea interesante es el material utilizado como fotocatalizador, lo que hace que esta tecnología funcione de forma increíblemente sencilla. Se pueden utilizar diversos materiales como fotocatalizadores en el agua. Absorben la luz y aceleran las reacciones de oxígeno que se producen en el agua en presencia de ciertas ondas de luz. Estas reacciones crean moléculas conocidas como especies reactivas de oxígeno (ROS), que son muy efectivas para matar microorganismos.

El problema es que los catalizadores metálicos, que se utilizan para este propósito, arrojan residuos metálicos al agua, y los catalizadores no metálicos, como los nanotubos y el grafeno, son más seguros, pero mucho menos eficientes, ya que no producen suficiente ROS para realizar la tarea.

Pero los investigadores de la Academia China de Ciencias en Beijing y la Universidad de Yangzhou en Jiangsu creen que han encontrado una solución práctica, eficiente y no tóxica.

La solución

Utilizaron un material sintético ultraplano que tiene todas las propiedades necesarias para absorber la luz y producir la cantidad adecuada de ROS para matar las bacterias. El nitruro de grafito de carbono ha atraído cada vez más la atención gracias a su potencial de almacenamiento de energía.

Los investigadores descubrieron, sólo con la luz, que las láminas bidimensionales de este material son capaces de purificar rápidamente el agua contaminada. La primera prueba fue un éxito, y en sólo 30 minutos, mató al 99,9% de todas las bacterias Escherichia coli presentes en una muestra de 50 mililitros de agua.

Este resultado es cinco veces más rápido que cualquier otro tipo de fotocatalizador no metálico que se haya utilizado. Y no sólo eso, esta reacción consume sólo una décima parte del catalizador a la vez. «Esta eficiencia notablemente alta también es comparable a la de los mejores fotocatalizadores a base de metal», explican los autores.

Y además de ser una forma más eficiente y sostenible, los autores afirman que un sistema de este tipo no es difícil de recrear a gran escala, ya que el nitruro de carbono y grafito se puede sintetizar fácilmente a bajo coste. En otras palabras, es una alternativa simple y económica para filtrar el agua.

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