Wednesday, November 21, 2012

Dispositivo nanotecnológico para detectar el mercurio en las aguas

Cuando el mercurio se vierte en los ríos y lagos, este tóxico metal pesado puede acabar en el pescado que comemos y el agua que bebemos. Para ayudar a proteger a los consumidores de las enfermedades y trastornos asociados con el mercurio, los investigadores de la Northwestern University, en colaboración con sus colegas de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), en Suiza, han desarrollado un sistema de nanopartículas que es lo bastante sensible como para detectar hasta los mínimos niveles de metales pesados metales en el agua y en los peces. "El sistema que actualmente se utiliza para probar el mercurio y su derivado tóxico, el metilmercurio, es un proceso que requiere mucho tiempo y cuesta millones de dólares, además de tan sólo detectar cantidades que ya están en niveles tóxicos", dijo Bartosz Grzybowski, autor principal del estudio. "El nuestro puede detectar cantidades muy pequeñas, más de un millón de veces más pequeñas que los actuales métodos de vanguardia. Esto es importante, porque si bebes agua contaminada con niveles bajos de mercurio cada día, podría acumularse y posiblemente conducir más adelante a enfermedades. Con este sistema los consumidores en casa tendrán la posibilidad de testear el agua del grifo cualquier día para saber si tiene metales tóxicos." Grzybowski es profesor Kenneth Burgess de Química Física e Ingeniería Química de Sistemas en el Colegio Weinberg de Artes y Ciencias y en la Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencias Aplicadas. El nuevo sistema se compone de una cinta comercial de vidrio cubierta con una película de nanopartículas "pilosas", una especie de "nano-velcro" que se puede sumergir en el agua. Cuando un catión de metal —una entidad cargada positivamente, como el metil mercurio—, se halla entre dos pelos, muy próximos entre sí, que atrapan el contaminante y lo representan en la película conductora de electricidad. Un dispositivo de medición de voltaje muestra el resultado, cuantos más iones se encuentren atrapados en el "nano-velcro", más electricidad conducirá. Para calcular el número de partículas atrapadas, todo lo que uno tiene que hacer es medir el voltaje de la nanoestructura película. Con la variación de longitud de los nano-pelos que cubren las partículas individuales de la película, los científicos pueden seleccionar el tipo de contaminante capturado. Los "pelos"más largos atrapan el metil mercurio, los más cortos seleccionan el cadmio. Con las correspondientes modificaciones moleculares también pueden seleccionarse otros metales. Las películas de nanopartículas cuestan entre 1 y 10 dólares fabricarlas, y el dispositivo para medir las corrientes cuesta unos cuantos cientos de dólares, señaló Grzybowski. El análisis se puede realizar en el campo de modo que los resultados están disponibles inmediatamente. Los investigadores estaban especialmente interesados en la detección de mercurio, en su forma más común, el metilmercurio, debido a que se acumula a medida que va asciendiendo en la cadena alimentaria, y alcanza sus niveles más altos en los grandes peces depredadores, como el atún y el pez espada. En Estados Unidos, Francia y Canadá, las autoridades sanitarias aconsejan a las mujeres embarazadas limitar el consumo de pescado porque el mercurio puede comprometer el desarrollo del sistema nervioso del feto. Los investigadores usaron este sistema para detectar los niveles de mercurio en las aguas del Lago Michigan, cerca de Chicago, entre otras muestras. A pesar del alto nivel de la industria en la región, los niveles de mercurio son extremadamente bajos. "El objetivo era comparar estas mediciones con otras realizadas por la FDA usando métodos convencionales", aclaró Francesco Stellacci de EPFL, co-autor del correspondiente estudio. "Nuestros resultados estuvieron dentro de un rango aceptable." Los investigadores también testearon a un pez mosquito de las marismas de Florida, que no están muy altos en la cadena alimenticia, y por lo tanto, no tienen altos niveles de mercurio acumulados en sus tejidos. El Servicio Geológico de EE.UU. informó de unos resultados casi idénticos después de analizar la misma muestra. "Esta tecnología ofrece una alternativa económica y práctica a las engorrosas técnicas existentes que se utilizan hoy en día", añadió Jiwon Kim, estudiante graduado en el laboratorio de Grzybowski, en el departamento de química de la Northwestern. "Fui al lago Michigan con nuestro sensor y un electrómetro de mano y tomé las medidas del lugar en menos de un minuto. Esta técnica de medición directa es un sueño hecho realidad para el control de sustancias tóxicas." Fuente:

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The "Silver Song"

Este video es obra creativa de Armando Isaac, para el curso de Química Inorgánica I.