Lucha contra los nanoplásticos
La mayoría de la gente está familiarizada con el azote de la contaminación por microplásticos: los trozos microscópicos de residuos plásticos que están omnipresentes en nuestros océanos, cursos de agua e incluso en lugares remotos del planeta. Pero una forma aún más pequeña e insidiosa de contaminación plástica está ganando la atención de los científicos: los nanoplásticos. Estas partículas, que miden una millonésima parte de un metro o menos, plantean sus propios riesgos para el medio ambiente y la salud que apenas se están empezando a descubrir.
Un equipo de investigadores de la República Checa ha desarrollado nuevas herramientas no sólo para detectar nanoplásticos en muestras de agua, sino también para eliminarlos. Dirigido por el Dr. Martin Pumera, de la Universidad Tecnológica de Brno, el grupo presentó sus hallazgos en un reciente trabajo de investigación publicado en ACS Nanoscience. Su trabajo es prometedor para mejorar nuestra comprensión y la remediación de la contaminación por nanoplásticos en el medio ambiente.
¿Qué son los nanoplásticos? Al igual que los microplásticos, los nanoplásticos son fragmentos diminutos de residuos plásticos que se desprenden de artículos de plástico más grandes a través de la degradación ambiental y los procesos de desgaste. Las fuentes más comunes son las microfibras que se desprenden de los tejidos sintéticos durante el lavado, los envases de plástico y el desgaste de los neumáticos en las carreteras.
Pero a nanoescala, las partículas de plástico adquieren nuevas propiedades químicas y físicas en comparación con las piezas más grandes. Su tamaño extremadamente pequeño significa que los nanoplásticos pueden penetrar más fácilmente en los tejidos biológicos y las células. También hay pruebas de que pueden actuar como vectores para transportar otros contaminantes tóxicos. Aunque hasta la fecha se ha prestado más atención a los microplásticos, los posibles peligros de los nanoplásticos exigen una investigación específica, dada la probabilidad de que estén presentes allí donde se han encontrado microplásticos.
La detección de nanoplásticos es especialmente difícil debido a su minúsculo tamaño, del orden de 100 nanómetros o menos. Las técnicas existentes para identificar microplásticos, como la microscopía y la espectroscopia, a menudo no pueden distinguir o cuantificar los nanoplásticos. El grupo de Pumera abordó este problema desarrollando un método de etiquetado fluorescente acoplado a la espectroscopia de fotoluminiscencia.
En sus experimentos, los investigadores tiñeron muestras de nanoplásticos con el colorante hidrófobo Rojo Nilo, que se une selectivamente a los polímeros plásticos. Al excitar los nanoplásticos teñidos con una longitud de onda de luz específica, emitían una fluorescencia característica que podía medirse con un espectrofluorómetro. Mediante un proceso de calibración, pudieron correlacionar la intensidad de la señal de fluorescencia con la concentración de nanoplásticos en la solución, lo que permitió por primera vez cuantificar fácilmente los nanoplásticos hasta concentraciones de 108 partículas por mililitro de agua.
"Esta técnica de tinción y detección por fluorescencia ofrece una alternativa sencilla y rápida a métodos más complejos y costosos, como la espectrometría de masas, para analizar los nanoplásticos", explica Pumera. "Podría encontrar una aplicación generalizada en los laboratorios medioambientales que buscan controlar y estudiar este contaminante emergente".
Tras desarrollar un método para detectar nanoplásticos, los investigadores se dedicaron a eliminarlos de las muestras de agua. Para ello emplearon "nanorobots", diminutas partículas magnéticas de óxido de hierro de apenas 180 nanómetros. Cuando se les aplicaba un campo magnético giratorio, estos nanorobots eran capaces de formar enjambres activos y colisionar con los nanoplásticos en solución, atrapándolos en sus superficies mediante interacciones electrostáticas.
A continuación, los nanorobots podían extraerse del agua junto con los nanoplásticos capturados utilizando un imán externo más potente. El grupo de Pumera descubrió que sus nanoagentes magnéticos eran capaces de secuestrar más del 90% de los nanoplásticos de las muestras de agua contaminada en tan solo dos horas de tratamiento.
"La eliminación es una parte crítica de la solución para la contaminación por nanoplásticos, y nuestros nanorobots proporcionan una forma eficiente de extraerlos del medio ambiente", señala Pumera. "Al integrar herramientas de detección y limpieza, pretendemos ofrecer a investigadores y reguladores mejores métodos para estudiar los nanoplásticos y desarrollar estrategias de remediación."
Mientras que los microplásticos han acaparado gran atención en los últimos años, los nanoplásticos representan una frontera emergente que requiere más exploración. Con sus revolucionarias técnicas de tinción y nanorobótica, el equipo de Pumera ha dado un paso importante para facilitar esa investigación crucial. Su doble enfoque de detección sensible y extracción eficaz representa un gran avance con respecto a los esfuerzos fragmentarios anteriores.
Si se amplía y aplica con éxito, podría revolucionar nuestra capacidad para vigilar la contaminación por nanoplásticos en todo el mundo y mitigar su acumulación y propagación. El trabajo de optimización posterior se centrará en ampliar el método a varios tipos de polímeros plásticos y adaptar los tintes fluorescentes para una visualización óptima en diferentes tamaños y composiciones de partículas.
La posibilidad de que los plásticos se infiltren en el medio ambiente hasta la nanoescala suscita gran preocupación, dadas las pruebas científicas de que las partículas más pequeñas pueden plantear riesgos biológicos proporcionalmente mayores. Ahora que estamos en condiciones de observar y depurar el agua de la contaminación por nanoplásticos, damos un paso decisivo hacia la comprensión -y esperemos que la mitigación- de sus aún turbias amenazas para los ecosistemas y la salud pública. Diminuta en tamaño pero potencialmente enorme en impacto, la contaminación por nanoplásticos exige nuestra creciente atención y medidas correctoras.
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