Los tintes se utilizan ampliamente en industrias como la textil, productos cosméticos, procesamiento de alimentos, fabricación de papel y plásticos. Globalmente producimos alrededor de 700, 000 toneladas métricas (el peso de dos edificios Empire State) de tinte cada año para colorear nuestra ropa, sombra, juguetes y maquina expendedora de dulces.

Durante la fabricación, aproximadamente una décima parte de todos los tintes se vierten en la corriente de desechos. La mayoría de estos tintes escapan a los procesos convencionales de tratamiento de aguas residuales y permanecen en el medio ambiente, llegando a menudo a los lagos, ríos y estanques, y contaminando el agua de las plantas y animales acuáticos que allí habitan. Incluso un poco de color agregado puede bloquear la luz solar y prevenir la fotosíntesis de las plantas. que altera todo el ecosistema acuático.

Un equipo dirigido por la Universidad de Washington ha creado una forma ecológica de eliminar el color de los tintes en agua en cuestión de segundos. La técnica fue descrita en un artículo publicado en línea en junio en la revista Catálisis aplicada B:ambiental .

"Una pequeña cantidad de tinte puede contaminar un gran volumen de agua, así que necesitábamos encontrar una forma de eliminar el color de forma rápida y eficaz, "dijo el autor principal Anthony Dichiara, profesor asistente de ciencia e ingeniería de recursos biológicos en la Facultad de Ciencias Ambientales y Forestales de la Universidad de Washington. "Quedamos bastante impresionados con lo que pudimos lograr".

El equipo de investigación desarrolló un método que elimina el color del agua utilizando un material similar a una esponja que crearon a partir de pulpa de madera y pequeños trozos de metal. Celulosa, la estructura principal en las paredes celulares de las plantas y el material natural más abundante en la Tierra, proporciona la columna vertebral del material, que está decorado con diminutos trozos de paladio. Este metal sirve como catalizador para ayudar a eliminar el color rápidamente.

En lugar de quitar el tinte del agua, el equipo de investigación buscó cambiar el color de los tintes a algo que se salga de lo que podemos ver en el espectro visible. Una reacción química puede, por ejemplo, interrumpir el color rojo y hacer que parezca claro, o incoloro. En el caso de los productos de desecho de tintes que colorean artificialmente el agua de los lagos y evitan la fotosíntesis, cambiar el tinte de rojo a transparente debería permitir que las plantas crezcan normalmente de nuevo.

La reducción química de los tintes utilizando moléculas llamadas "agentes reductores" puede alterar la estructura del tinte y cambiar su color de rojo o azul a transparente. Sin embargo, la reacción no es muy eficaz y puede tardar semanas en producirse. El material de la UW contiene un catalizador que trabaja con el agente reductor para acelerar este proceso hasta casi instantáneamente.

En el nuevo periódico, los investigadores describen el proceso simple y sostenible que desarrollaron para fabricar el material que quita el color. Los investigadores combinaron moléculas de celulosa con paladio metálico, calentó la solución y la mezcló en una licuadora. Luego purificaron y liofilizaron el material para que se volviera poroso, Sustancia reutilizable. La esponja resultante es más del 99 por ciento de aire:sus poros grandes permiten que el agua entre y salga. mientras que las partículas de catalizador de metal dentro del material trabajan para eliminar cualquier color presente.

Como una verdadera esponja el material puede exprimirse del agua y reutilizarse varias veces sin perder la capacidad de eliminar el color del agua. Los investigadores dicen que es difícil hacer un material tan liviano que sea impecable después de muchas rondas de exprimir y filtrar. especialmente cuando la esponja debe mantener su estructura similar a un queso suizo fusionada con partículas reductoras de color.

Los investigadores probaron su esponja en el laboratorio utilizando tintes azules y rojos que se encuentran comúnmente en la industria textil. Vertieron el agua coloreada, ya mezclada con la molécula existente que ayuda a reducir el color, sobre la esponja. A medida que el líquido atraviesa el material, el agua resultante era clara. En otra prueba, hicieron girar el material de esponja dentro de un frasco que contenía agua teñida de azul, y después de unos 10 segundos el color desapareció.

Fuera de las pruebas de laboratorio, los investigadores dicen que muchos materiales pequeños similares a esponjas podrían liberarse en un lago contaminado con tinte, junto con la molécula para ayudar a reducir el color. Similar a hacer girar una bolsita de té alrededor de una taza, las esponjas se pueden arrastrar por el lago hasta que desaparezca todo el color.

"Una pequeña cantidad de tinte puede cambiar drásticamente el color de un lago, ", Dijo Dichiara." Este método podría funcionar bien cuando tienes bajas concentraciones de tinte en el agua que necesitas cuidar muy rápido ".