Los nanoplásticos o microplásticos (NMP) son una preocupación creciente, tanto para la salud humana como para el medio ambiente, debido a su amplia disponibilidad y potencial de daño. Mantener estas pequeñas piezas de desechos plásticos fuera del suministro de agua es un gran desafío.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Columbia Británica (UBC) en Canadá pueden haber encontrado una solución simple, efectiva y ecológica para eliminar casi todas las partículas microplásticas en el agua utilizando materiales de origen vegetal fácilmente disponibles. Su método, al que llaman «bioCap», atrapa hasta el 99,9% de las partículas de plástico en una columna de agua.
A diferencia de los filtros de plástico, el nuevo dispositivo no contribuye a una mayor contaminación porque utiliza materiales renovables y biodegradables: ácidos tánicos de plantas, cortezas, madera, hojas y aserrín, un subproducto forestal ampliamente disponible y renovable.
bioCap aprovecha las propiedades de los residuos de madera (aserrín) y los polifenoles naturales, que generan fuertes interacciones moleculares múltiples con una amplia variedad de nano/microplásticos. Para crear su bioCap, los investigadores utilizaron aserrín como sustrato jerárquico que contiene grupos homogéneos de fibrillas de celulosa junto con hemicelulosa y lignina, que facilitan el transporte eficiente del agua.
El aserrín se obtuvo de una fábrica de muebles y se modificó con ácido tánico, un polifenol vegetal natural que se encuentra en casi todas las plantas sin sistemas de raíces subterráneos.
Para probar la capacidad del bioCap para capturar microplásticos, los investigadores bombearon una corriente de agua rica en NMP a través de la columna que contenía el filtro. En particular, bioCap se prueba con NMP que se detectan comúnmente en el medio ambiente, incluidos poliestireno (PS), metacrilato de polimetilo (PMMA), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC), tereftalato de polietileno (PET) y polietileno (PE) .PE).
Los análisis de microscopía electrónica de barrido (SEM) confirmaron la captura de NMP a través del bioCap, sin cambios notables en la estructura del aserrín con la capa añadida de ácido tánico. El sistema de filtración bioCap eliminó del 95,2 % hasta el 99,9 % de las partículas de plástico de la columna de agua, según el tipo de plástico.
Sin embargo, la eficiencia de eliminación del aserrín no modificado fue notablemente baja: menos del 10 %, lo que demuestra que los polifenoles son clave para la absorción y captura de microplásticos.
“Hay microfibras de ropa, microesferas de detergentes y jabones, espumas y gránulos de utensilios, envases y embalajes”, dijo el Dr. Orlando Rojas, profesor de los Departamentos de Ciencias de la Madera, Ingeniería Química y Biológica y Química de la UBC. “Al aprovechar las diferentes interacciones moleculares en torno a los ácidos tánicos, nuestra biosolución pudo eliminar casi todos estos diferentes tipos de microplásticos”.
Los microplásticos con un tamaño más pequeño (110 nm) tienen una mayor superficie y una mayor probabilidad de penetrar la barrera hematoencefálica, acumulándose en los órganos y presentando más riesgos para la salud humana. Por lo tanto, los investigadores estudiaron la capacidad de bioCap para eliminar NMP de tamaños más pequeños (110 nm). Se alimentó a dos grupos de ratones (tres en cada grupo) con agua potable purificada o sin tratar de un bioCap durante una semana, y se examinaron sus órganos utilizando un sistema de imágenes in vivo (IVIS). mostró que el agua filtrada con bioCap condujo a una menor acumulación de NMP en los órganos.
Si bien la prueba sigue siendo un laboratorio en este momento, los investigadores dicen que su solución se puede ampliar de manera fácil y económica una vez que se encuentra el socio industrial adecuado.
La mayoría de las soluciones propuestas hasta ahora son costosas o difíciles de escalar. dijo el Dr. Rojas en la situación actual. “Proponemos una solución que puede reducirse para uso doméstico o ampliarse a sistemas de tratamiento municipales”.
Referencia de la revista:
- Yu Wang, Mingye Wang, Chen Wang, Taoyang Wang, Zheng Mingzu, Marina Mehling, Tianyu Gu, Hang Zhu, Xiao Xiao, Yunxiang He, Xiaoling Wang, Orlando J. Rojas, Junling Gu. Flujo a través de la captura de microplásticos a través de reacciones interfaciales mediadas por polifenoles en aserrín. Materiales Avanzados, 2023; DOI: 10.1002/adma.202301531
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