{"id":4718,"date":"2012-02-26T19:00:30","date_gmt":"2012-02-26T22:00:30","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2012\/02\/26\/alt%c3%adssima-qualidade-2\/"},"modified":"2017-03-01T11:58:40","modified_gmt":"2017-03-01T14:58:40","slug":"alt%c3%adssima-qualidade","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/alt%c3%adssima-qualidade\/","title":{"rendered":"Alt\u00edsima calidad"},"content":{"rendered":"
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lqes \/ unicamp<\/span>Los nanotubos de paredes m\u00faltiples purificados son detectados en el microscopio electr\u00f3nico de transmisi\u00f3n de la Unicamplqes \/ unicamp<\/span><\/p><\/div>\n

El grupo de investigaci\u00f3n del profesor Oswaldo Alves, del Laboratorio de Qu\u00edmica del Estado S\u00f3lido de la Universidad Estadual de Campinas (LQES-Unicamp), desarroll\u00f3 un m\u00e9todo sencillo e innovador para el tratamiento de los residuos sobrantes en los laboratorios luego de la purificaci\u00f3n de los nanotubos de carbono, formados por l\u00e1minas de \u00e1tomos de carbono enrolladas en forma de tubos. Mediante el empleo de nanopart\u00edculas de hidrotalcita sint\u00e9tica, un tipo de arcilla,\u00a0 los investigadores lograron remover alrededor del 99% de las impurezas del efluente resultante del proceso de purificaci\u00f3n.<\/p>\n

La hidrotalcita es una arcilla altamente adsorbente, compuesta por capas de cationes \u2013iones con carga el\u00e9ctrica positiva\u2013 de hidr\u00f3xido mixto de metales, generalmente aluminio y magnesio, intercaladas con capas de aniones \u2013iones con carga el\u00e9ctrica negativa\u2013, como el carbonato. En el proceso de adsorci\u00f3n, las mol\u00e9culas o iones quedan retenidos en la superficie de la hidrotalcita, debido a interacciones qu\u00edmicas o f\u00edsicas.<\/p>\n

Este m\u00e9todo in\u00e9dito de limpieza de efluentes generados en sistemas de purificaci\u00f3n de nanotubos redund\u00f3 en el dep\u00f3sito de una patente nacional y su extensi\u00f3n internacional a cargo de la Agencia de Innovaci\u00f3n de la Unicamp, Inova. La patente internacional fue requerida para resguardar los resultados del trabajo presentados en el Congreso NanoSafe 2010, en Grenoble, Francia, con la participaci\u00f3n de investigadores que trabajan con los riesgos de la nanotecnolog\u00eda y de empresas productoras de nanomateriales.<\/p>\n

La necesidad de purificar los nanotubos en laboratorio surgi\u00f3 en 2003, cuando los investigadores planeaban estudiar la interacci\u00f3n de las nanoestructuras con organismos vivos. Una de las investigaciones realizadas en esa l\u00ednea, esencial para el desarrollo del proceso de purificaci\u00f3n, fue llevada adelante por el bi\u00f3logo Diego St\u00e9fani Martinez durante su doctorado, dirigido por Alves. Tambi\u00e9n participaron activamente en la investigaci\u00f3n, que engloba desde la purificaci\u00f3n y caracterizaci\u00f3n de las nanoestructuras hasta la interacci\u00f3n entre \u00e9stas y los diferentes niveles de organizaci\u00f3n de los biosistemas, los investigadores Antonio Gomes de Souza Filho y Nat\u00e1lia Parizotto. El objetivo consisti\u00f3 en analizar los impactos que los nanotubos podr\u00edan causar en el ecosistema acu\u00e1tico, por ejemplo.<\/p>\n

Para este estudio, se utiliz\u00f3 el microcrust\u00e1ceo bioindicador Daphnia similis<\/em>, conocido como pulga de agua. Se evaluaron diferentes concentraciones de nanotubos en agua mineral durante 48 horas, con la intenci\u00f3n de verificar si interfer\u00edan en la movilidad de la pulga de agua, lo que ser\u00eda considerado un efecto adverso. El resultado apunt\u00f3 la ausencia de toxicidad aguda para el microcrust\u00e1ceo hasta la concentraci\u00f3n de 30 miligramos por litro.<\/p>\n

Pero, para desarrollar \u00e9ste y otros estudios similares, era necesario contar con nanotubos de alta calidad, sin residuos de carbono amorfo o de los catalizadores met\u00e1licos empleados en el proceso de s\u00edntesis. \u201cLa purificaci\u00f3n es una etapa esencial para desarrollar nuevos usos qu\u00edmicos de los nanotubos y tambi\u00e9n para que podamos emplear las nanoestructuras en estudios de interacci\u00f3n con sistemas biol\u00f3gicos\u201d, dice Alves. En esa \u00e9poca, los nanotubos existentes en el mercado presentaban una heterogeneidad muy grande. En una misma muestra pod\u00edan hallarse estructuras de diferentes formas, di\u00e1metros y tenor de impurezas.<\/p>\n

Era necesario contar con un est\u00e1ndar. Fueron cuatro a\u00f1os hasta llegar a un protocolo consistente de purificaci\u00f3n, pero surgi\u00f3 un nuevo residuo surgi\u00f3 y hab\u00eda que tratarlo. \u201cLogramos eliminar las impurezas de la s\u00edntesis, pero no las impurezas de la oxidaci\u00f3n, llamadas de debris<\/em> de oxidaci\u00f3n\u201d, dice Alves. Esto sucede porque, para permitir que los nanotubos se dispersen en el agua y sean compatibles con distintos materiales, se efect\u00faa un tratamiento con mezclas altamente oxidantes, que contienen \u00e1cido sulf\u00farico y \u00e1cido n\u00edtrico.<\/p>\n

Para eliminar dichas impurezas, se hizo necesario agregar al proceso una soluci\u00f3n de soda c\u00e1ustica (hidr\u00f3xido de sodio) diluida, empleada en la industria para la fabricaci\u00f3n de papel, telas, detergentes, alimentos y biodiesel. No obstante, no se pod\u00eda descartar sin ning\u00fan tipo de tratamiento el efluente resultante, un l\u00edquido de color oscuro constituido por una compleja mezcla de sustancias poliarom\u00e1ticas y materia org\u00e1nica. De no ser tratado adecuadamente, \u00e9ste puede contaminar las napas fre\u00e1ticas y los r\u00edos con sustancias qu\u00edmicas dif\u00edciles de extraerse en estaciones de tratamiento de agua antes del consumo humano.<\/p>\n

\u201cDecidimos entonces dar inicio a la purificaci\u00f3n de la purificaci\u00f3n\u201d, dice Alves. Fue entonces que los investigadores resolvieron testear la hidrotalcita, que desde los a\u00f1os 1990 era estudiada en laboratorio, debido a sus propiedades fisicoqu\u00edmicas. Tanto es as\u00ed que se la hab\u00eda empleado en un proceso de tratamiento de efluentes de la industria textil, desarrollado en asociaci\u00f3n con la empresa Contech (lea en la edici\u00f3n 155 de <\/em>Pesquisa FAPESP<\/a>).<\/p>\n

En las pruebas realizadas, la arcilla elimin\u00f3 los residuos que se formaron en el proceso de purificaci\u00f3n de los nanotubos, generando un s\u00f3lido oscuro que puede separarse por decantaci\u00f3n. Adem\u00e1s de la ventaja de la eliminaci\u00f3n de las impurezas de oxidaci\u00f3n, la soluci\u00f3n de hidr\u00f3xido de sodio restante puede volver al proceso y reutilizarse con la misma eficiencia. El polvo oscuro obtenido, al pasar por un tratamiento t\u00e9rmico, elimina la materia org\u00e1nica y vuelve a ser blanco. De esta forma, puede tambi\u00e9n reutilizarse en un nuevo proceso de remoci\u00f3n sin p\u00e9rdida de eficiencia.<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nST\u00c9FANI, D. et al<\/em>. Structural and proactive safety aspects of oxidation debris from multiwalled carbon nanotubes<\/a>. Journal of Hazardous Materials<\/strong>. v. 189, p. 391-96. 2011.
\nALVES, O. L. et al<\/em>. Hydrotalcites: a highly efficient ecomaterial for effluent treatment originated from carbon nanotubes chemical processing<\/a>. Journal of Physics: Conference Series<\/strong>. 304 012024. 2011.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una arcilla sint\u00e9tica elimina los residuos del procesamiento de nanotubos de carbono","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[1255],"coauthors":[115],"class_list":["post-4718","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-nanotecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4718","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4718"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4718\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4718"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4718"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4718"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=4718"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}