El vaso de precipitados de la izquierda contiene una solución de colorante azul índigo antes del tratamiento con fibras de fique modificadas (marrón oscuro). El vaso de precipitados de la derecha muestra la misma solución azul índigo aclarada, después de que las fibras de fique modificadas degradaran el tinte en solo cinco minutos. La imagen también muestra raw, fibras de fique sin tratar (blanquecino) sobre la mesa.
(Phys.org) —Un proceso simple y barato que utiliza fibras naturales incrustadas con nanopartículas puede eliminar casi por completo el agua de los tintes textiles nocivos en minutos, reportan Cornell e investigadores colombianos que trabajaron con fibras vegetales nativas colombianas.
Tintes como el azul índigo que se usa para colorear los jeans azules, amenazan las vías fluviales cercanas a las plantas textiles en América del Sur, India y China. Tales tintes son tóxicos, y decoloran el agua, reduciendo así la luz a las plantas acuáticas, lo que limita la fotosíntesis y reduce el oxígeno en el agua.
El estudio, publicado en el número de agosto de la revista Química verde , describe una prueba de principio, pero los investigadores están probando la eficacia con la que su método trata los contaminantes del agua que alteran el sistema endocrino como los fenoles, pesticidas, antibióticos, hormonas y ftalatos.
"Estas moléculas son contaminantes que son muy resistentes a los procesos tradicionales de purificación de agua, y creemos que nuestros materiales biocompuestos pueden ser una opción para su eliminación de las aguas residuales, "dijo el coautor del estudio, Marianny Combariza, investigador de la Universidad Industrial de Santander de Colombia.
La investigación aprovecha las nano cavidades que se encuentran en la celulosa que el coautor Juan Hinestroza, Profesor asociado de Cornell de ciencia de la fibra, ha utilizado anteriormente para producir nanopartículas dentro de fibras de algodón.
El artículo describe el método:fibras vegetales de fique colombiano, comúnmente utilizado para hacer bolsas de café, se sumergen en una solución de permanganato de sodio y luego se tratan con ultrasonido; como resultado, Las moléculas de óxido de manganeso crecen en las diminutas cavidades de celulosa. Los óxidos de manganeso en las fibras reaccionan con los tintes y los descomponen en formas no coloreadas.
Fibras locales, como los hechos de las plantas nativas de fique colombiano (Frucraea andina) que se muestran aquí, fueron procesados y luego utilizados para degradar tintes en agua.
En el estudio, las fibras tratadas eliminaron el 99 por ciento del tinte del agua en minutos. Es más, las mismas fibras se pueden utilizar repetidamente - después de ocho ciclos, las fibras todavía eliminaron entre el 97 por ciento y el 99 por ciento del tinte.
"No se necesitan materiales de partida costosos o particulares para sintetizar el biocompuesto, "dijo Combariza." La síntesis se puede realizar en un laboratorio de química básica ".
"Esta es la primera evidencia de la efectividad de esta técnica simple, ", dijo Hinstroza." Utiliza química a base de agua, y es fácilmente transferible a situaciones del mundo real ".
Los investigadores están probando su proceso en otros tipos de contaminantes, otras fibras y materiales compuestos. "Estamos trabajando ahora en el desarrollo de un prototipo de unidad de filtrado de bajo costo para tratar aguas contaminadas, ", dijo Combariza." No solo estamos enfocados en los óxidos de manganeso, también trabajamos en una variedad de materiales basados en óxidos de metales de transición que muestran una actividad de degradación excepcional ".
La candidata a doctorado Martha Chacón-Patiño es la autora principal del artículo, y el profesor de química Cristian Blanco-Tirado es coautor, ambos en la Universidad Industrial de Santander.
El estudio se titula "Biocompuesto de MnO2 nanoestructurado y fibras de fique para una degradación eficiente del tinte".
