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Nuevo nanomaterial para limpiar el agua.

Estimada familia de Barinas, los nanomateriales son materiales con propiedades morfológicas más pequeñas que un micrómetro en al menos una dimensión. A pesar del hecho de que no hay consenso sobre el tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial, algunos autores restringen su tamaño de 1 a 100 nm  (10-9 metros) , es decir, la mil millonésima parte de un metro. Un aspecto único de la nanotecnología es la enorme razón de superficie a volumen presente en muchos materiales en nanoescala que propicia la aparición de nuevos efectos mecánico cuánticos, por ejemplo, el "efecto de tamaño de cuanto" en el que las propiedades electrónicas de los sólidos se ve alterada con una gran reducción en el tamaño de las partículas. Este efecto no tiene importancia al ir de macro a micro dimensiones. Sin embargo, se vuelve dominante cuando la nanoescala es alcanzada. Además, varias propiedades físicas cambian cuando se compara con sistemas macroscópicos. Las nuevas propiedades de los nanomateriales es el sujeto de la investigación nanomecánica. Sus actividades catalíticas revelan novedosas propiedades en la interacción con biomateriales.

Los materiales reducidos a la nanoescala pueden súbitamente mostrar propiedades muy diferentes a las que exhiben en una macroescala, posibilitando aplicaciones únicas. Por ejemplo, sustancias opacas se vuelven transparentes (cobre); materiales inertes se transforman en catalizadores (platino); materiales estables se transforman en combustibles (aluminio); sólidos se vuelven líquidos a temperatura ambiente (oro); aislantes se vuelven conductores (silicona). Materiales como el oro, que es químicamente inerte en escalas normales, pueden servir como catalizadores a nanoescalas. Mucha de la fascinación que produce la nanotecnología proviene de estos peculiares fenómenos cuánticos y de superficie que la materia exhibe en nanoescala.

Hace décadas, cada vez que se descubre un nuevo material en los laboratorios, estalla un entusiasmo generalizado, primero en la comunidad científica, después en los medios de comunicación y finalmente en la sociedad. Los investigadores no mienten cuando describen sus propiedades y posibles aplicaciones, generalmente revolucionarias, pero desde la ciencia básica al mundo real hay un largo trecho donde muchos mitos se diluyen y también se producen sorpresas. Un material destinado a usos electrónicos, puede terminar siendo clave en el campo de la  mecánica. Lo que a estas alturas queda fuera de toda duda es que el carbono se ha convertido en el padre absoluto de los mejores nanomateriales. Su versatilidad a la hora de combinarse en diversas geometrías, con múltiples organizaciones de sus átomos, ha generado una familia numerosa de nuevos materiales que podrán cambiar, tarde o temprano, el mundo. 

Los nanomateriales empiezan a utilizarse en campos como el sanitario, la electrónica y la cosmética, entre otros. Sus propiedades físicas y químicas suelen diferir de las de otros materiales a granel, por lo que requieren una evaluación de riesgos especializada. Esta debe cubrir los riesgos para la salud de los trabajadores y los consumidores, así como posibles riesgos medioambientales.

 

 

Existen materiales sorprendentes que no se encuentran en el mundo del carbono. Por ejemplo, un equipo científico usó un nanomaterial que puede absorber hasta 33 veces su peso para limpiar agua contaminada. Se trata del nitruro de boro, que puede absorber en cantidades enormes y de manera preferencial sustancias orgánicas contaminantes presentes en el agua, como sustancias químicas industriales o aceite de motores.

Los autores creen que en el futuro este material podría tener una amplia gama de aplicaciones en el tratado y purificación del agua, como en la limpieza de derrames. Del nitruro de boro, un material de nueva generación, los científicos habían destacado inicialmente su aplicabilidad para el futuro de la industria electrónica. Ahora, el estudio publicado en la revista especializada Nature Communications demuestra no sólo que fue utilizado con éxito para limpiar agua contaminada, sino que además el nitruro de boro es más fácil de limpiar y más reutilizable que otros nanomateriales probados hasta ahora. No es el rendimiento lo que determina qué material será aplicable, sino más bien el costo y la capacidad para aplicarlo a gran escala

Entre los familiares de esos nanomateriales están los parientes con base de carbono, como el grafeno y los nanotubos, que han sido muy elogiados. De ellos destacan su proporción de superficie-peso, que les permite absorber cantidades increíbles para su tamaño, algo que los hace atractivos para la limpieza de sustancias contaminantes.

Pero la nueva investigación sugiere que el preparado de nitruro de boro supera ampliamente la eficacia de muchos nanomateriales y de otros métodos más tradicionales, como las esponjas.

El nitruro de boro, o "grafeno blanco", está formado por láminas de un solo átomo de grosor dispuestas como en una cadena de eslabones. Un equipo científico de la universidad de Deakin, en Australia, y de la universidad de Pierre y Marie Curie de París, creó unas "nanoláminas" porosas de nitruro de boro: capas onduladas con agujeros, de un átomo de grosor, que juntas forman un polvo blanco. El preparado de nitruro de boro demostró tener una gran "absorción selectiva", al recoger del agua de manera preferente colorantes y sustancias orgánicas contaminantes.

El polvo absorbió hasta 33 veces su propio peso en etilenglicol, un líquido incoloro ligeramente espeso, de uso industrial variado pero tóxico para el hombre. También absorbió 29 veces su peso en combustible de motores. Y aún así, el polvo saturado flotaba en el agua.

 

 

Además, las sustancias contaminantes se pueden eliminar del polvo absorbente calentándolo a altas temperaturas o simplemente quemándolo, un proceso que otros materiales ya conocidos sólo pueden soportar un par de veces antes de quedar saturados.

Todas estas características hacen que estas nanoláminas porosas sirvan para una amplia gama de aplicaciones en el tratado y purificación del agua.

Los datos presentados por los investigadores son excelentes e impresionantes. La cuestión clave es si al final este material se podrá usar como limpiador de derrames industriales o no.  Todavía no existe un mercado para este tipo de materiales y no está claro si la impresionante capacidad de absorción del nitruro de boro podrá ser suficiente para establecer a este material como una alternativa líder frente a otros nanomateriales.

Las aplicaciones de la nanotecnología no tiene liímites, en medicina, por ejemplo, se está probando varios recursos nanométricos para atacar el cáncer (ver video). 

Al final no es el rendimiento lo que determina qué material se usa, sino más bien el costo y la capacidad para aplicarlo a gran escala. El futuro está cerca.

Compilado por el equipo de barinas.net.ve

El hogar virtual de la familia de Barinas.

Referencias

http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/nanomaterials/es/index.htm

http://www.monografias.com/trabajos90/nanotecnologia-nanomateriales-y-sus-aplicaciones/nanotecnologia-nanomateriales-y-sus-aplicaciones.shtml

http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2013/05/130430_ciencia_nitruro_boro_limpia_agua_ig.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Nanomateriales

Imagen

http://www.elconfidencial.com/tecnologia/2013/06/01/los-cinco-nanomateriales-que-pueden-cambiar-el-mundo-5007/

http://munlait.wordpress.com/2008/08/18/90/

http://rinconbachillero.blogspot.com/2012/05/nanotecnologia-nanomateriales-y.html

Video

http://www.youtube.com/watch?v=GATq3pMHnMM

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