Nanopartículas que barren residuos

Un escobillón pequeño, pequeño

actualidad — por el 09/03/2018 a las 13:13

Investigadores de Argentina y España desarrollaron una especie de mini escobillón, imposible de ver a simple vista, que barre elementos indeseables. Se trata de níquel que, en dimensiones nanométricas, logra acelerar la descomposición de colorantes, y puede servir para el tratamiento de residuos de la industria textil.

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Vista de perfil de nanotubos de aluminio obtenida por microscopia electrónica de barrido. Foto coloreada artificialmente.

 

En el diminuto mundo de la nanotecnología, en la que los objetos dejan de comportarse como habitualmente acostumbran a hacerlo a simple vista, científicos de la Argentina y España, diseñaron unos tubitos de aluminio con manojos de níquel en un tamaño invisible para el ojo humano que, casi como un limpiador mágico, permiten eliminar colorantes y llegan a transparentar soluciones de azules intensos a bajo costo.

“Es un catalizador, es decir, en este caso, acelera la descomposición de colorantes y esto es útil para el tratamiento de residuos de la industrial textil”, sugiere el profesor Fernando Battaglini, desde el INQUIMAE, en el departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires. El trabajo, realizado con investigadores de la Universidad de La Plata y de Santiago de Compostela en España, recientemente fue publicado en Journal of Colloid and Interface Science.

Pequeñísimo es poco decir. Imposible de ver a simple vista porque se trata de un desarrollo concebido en un universo de dimensiones ínfimas, de escala nanométrica. En este mundo, un milímetro es algo gigantesco. Recién al dividir un milímetro en un millón de partes iguales, y tomar una de ellas, se llega al nanómetro. Justamente, este diseño científico no mide más de 10 nanómetros. Totalmente invisible para nuestros ojos, pero posible de ver a través de sus efectos.

“Estos tubitos se colocan en una solución de azul de metileno junto con otras sustancias, y lo decolora. Lo deja transparente. Así como logra esto, podría destruir residuos de tinturas en la industria textil”, indica Battaglini, investigador principal del CONICET en un estudio realizado junto con Ana Sol Peinetti, Martín Mizrahi, Félix Requejo, David Buceta, Arturo López-Quintela y Graciela González.

Menos es más

El equipo de Battaglini explora el cosmos nanométrico en el que nada suele ser como es en el mundo al alcance de la mano. “Cuando se trabaja con cien o menos átomos, el metal deja de comportarse como tal y ya no tiene las propiedades de transmisión de electricidad o calor, que lo caracterizan. Comienza a desarrollar otro comportamiento químico y físico. Entonces, resulta interesante ver qué es lo que uno puede conseguir”, destaca este doctor en Química. A él, como a

Fernando Battaglini. Foto: Diana Martinez Llaser.

Fernando Battaglini. Foto: Diana Martinez Llaser.

sus colegas, les preocupa la catálisis, es decir, encontrar componentes que ayuden a producir reacciones más rápidas. “Los físicos -compara- con este mismo tipo de material, en general, buscan propiedades magnéticas”.

En busca de un catalizador, los científicos combinaron, entre otros elementos, aluminio y níquel en dimensiones minúsculas . En un recipiente similar a las hueveras pero en vez de cartón, hechas de aluminio, colocaron una solución de una sal de níquel y la sometieron a electricidad. De este modo, convirtieron al níquel +2 en níquel cero. “Esto forma un manojo de níquel de 13 átomos, y deja de ser conductor como habitualmente son los metales. Pasa a ser semiconductor”, describe.

A veces, el níquel cae a la Tierra a bordo de un meteorito; otras, la mayoría de las ocasiones, se encuentra en sus entrañas, y se lo extrae de distintos yacimientos del mundo. A este metal se lo llamaba hacia el 1700 “cobre del diablo”, según su origen etimológico que proviene de la abreviación de la palabra alemana kupfernickel. Su nombre hoy remite a un elemento blanquecino, algo plateado y usado en diferentes productos. Pero en el nano universo, unos pocos átomos contenidos en estos tubitos de aluminio lo transforman en algo inimaginable como este particular bastoncito.

Tras años de intenso trabajo, el equipo de investigadores logró elaborar una suerte de un mini escobillón que barre elementos indeseables y que, además, tiene una interesante característica: “Observamos que cuanto menor es la cantidad de átomos en estos racimos, mejor funciona como catalizador y esto permitiría limpiar colorantes”, subraya.

En este nanomundo, los científicos diseñaron nanopartículas en las que, cuanto menos materiales se combinen, más efectivas son. Por ende, resultan más económicas a los fines comerciales. Por otra parte, “el níquel es mucho más barato que los metales nobles frecuentemente usados en este tipo de catalizadores”, concluye.

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