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Potabilizar y limpiar el agua gracias a la nanotecnología

Anna Morales (autora del canal de Youtube ‘Sizematters’) nos habla en este vídeo de los nanofiltros de grafeno, que pueden aprovecharse entre otras aplicaciones para potabilizar el agua y reducir la escasez de este recurso que sufren millones de personas en el mundo. Una solución innovadora para aplacar algunos de los grandes problemas a los que nos enfrentamos en la actualidad.

La nanotecnología para limpiar el agua puede llevar agua potable a millones de personas. Abrir el grifo es una acción tan cotidiana y normal que nos puede parecer trivial. Pero el acceso a agua limpia no está al servicio de todos: 1.2 millones de personas mueren al año por beber este elemento contaminado y un 29% de la población mundial no tiene acceso a agua potable. A continuación te contamos cómo se aplica la nanotecnología al agua.

Una tecnología innovadora

Para poder ayudar a esos millones de personas, la nanotecnología aplicada al agua busca soluciones para potabilizar y limpiar un recurso vital para todos los seres vivos. Pero para saber cómo puede aplicarse esta tecnología, antes debemos conocer qué son los nanofiltros de grafeno.

Este tipo de filtros utilizan grafeno, y consisten en una capa de átomos de carbono -una capa monoatómica- dispuestos en forma hexagonal. El grafeno no solamente es fácil y barato de fabricar. Es, además, muy flexible y no resulta tóxico. Varios estudios recientes presentan este material como una nueva promesa para la nanofiltración. Pero ¿cómo funcionan estos filtros?

El grafeno tradicional, de una sola capa y sin grupos funcionales, es impermeable, es decir, el agua no lo puede atravesar. Pero mediante diversas técnicas es posible conseguir que sea selectivamente permeable al agua introduciendo poros. También se pueden añadir grupos funcionales o modificar su superficie para que este filtro de grafeno deje pasar el agua, pero reteniendo aquellas sustancias que no interesa que se filtren. A través de los poros, el agua sí podría pasar por la membrana. El motivo es que sería impermeable para los elementos no deseados, pero permeable para este recurso vital.

Esta teoría puede tener aplicaciones reales para el uso de la nanotecnología para purificar el agua. De este modo, no se utilizaría una sola capa de grafeno, sino que se dispondrían en varias capas juntas para poder crear membranas con una fuerza mecánica superior que soportase el estrés por la presión.

¿Cómo se aplica la nanotecnología al agua?

Un ejemplo de este tipo de tecnología es el de los investigadores del grupo de manipulación atómica y espectroscopía del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2). En su estudio “Bottom-Up Synthesis of Multifunctional Nanoporous Graphene” demuestran que han logrado sintetizar una capa de grafeno con poros cuyo tamaño, densidad y forma se pueden modificar a la nanoescala.

De esta manera, han conseguido que el grafeno, que a priori es impermeable, deje de serlo para el agua, pero que siga reteniendo otras partículas que se encuentran en ella y que no deben filtrarse. Además de aplicar la nanotecnología para limpiar el agua, este procedimiento se puede usar para aplicaciones muy diversas como, por ejemplo, sensores o incluso para secuenciar ADN.

El grafeno es una gran promesa para muchos campos, como la tecnología móvil, pero también lo es para el mundo de los filtros. Gracias a que es una membrana con un tamaño y una densidad de poro modificable a escala atómica, potencialmente puede llegar a todo el mundo. Se trata de usar la nanotecnología para limpiar el agua y conseguir que nadie tenga que vivir sin acceso a ella en condiciones de potabilidad.

Tecnología para los retos del futuro

La aplicación de la nanotecnología a la limpieza del agua es un claro ejemplo de innovación científica al servicio de los seres humanos. Nos recuerda cómo la innovación científica puede ayudarnos a resolver los retos del presente y asegurar un futuro mejor. Por este motivo, se necesitan de proyectos e ideas que permitan ofrecer una solución sostenible a problemas tan críticos como los relacionados con el consumo de agua.

ACERCA DEL AUTOR

Anna Morales

ACERCA DEL AUTOR

Anna Morales

Anna Morales es doctorada en Ciencia de Materiales en EPFL, y divulgadora científica a través de su canal SizeMatters.