Los investigadores de la Universidad de Griffith han utilizado desechos de cabello humano para desarrollar dispositivos orgánicos sostenibles de alta tecnología para la prueba de contaminantes de la calidad del agua.

El profesor Qin Li y un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería y Entorno Construido y la Universidad de Tecnología de Queensland sintetizaron puntos de carbono a partir de desechos de cabello humano que pueden detectar trazas de cloroformo en el agua. un subproducto importante de la desinfección del agua.

Publicado en Tecnología y Materiales Sostenibles, Los investigadores crearon CD con puntos de carbono altamente fluorescentes en un proceso sostenible libre de químicos calentando el cabello a 180 ºC en un ambiente deficiente en oxígeno.

Los puntos de carbono son pequeñas nanopartículas de carbono (de menos de 10 nm de tamaño) con grupos funcionales variables en la superficie y la capacidad de emitir fluorescencia cuando se exponen a una variedad de contaminantes químicos y bioquímicos.

La intensidad de la fluorescencia cambia cuando los grupos funcionales de la superficie en el punto de carbono interactúan con la especie química particular, haciéndolos perfectos para aplicaciones de sensores químicos.

El profesor Li dijo que los contaminantes a los que se dirigen los puntos de carbono podrían ser tan únicos como el individuo cuyo cabello están hechos.

"Puede sonar extraño, pero el cabello es un producto de desecho extremadamente valioso, "Dijo el profesor Li.

"Al ser rico en proteínas y lleno de carbono y nitrógeno, es un excelente precursor para la transformación en materiales útiles como puntos de carbono. Porque el cabello es rico en nitrógeno, cuando modificamos las condiciones del tratamiento térmico, producimos puntos de carbono con diferentes grupos funcionales que contienen nitrógeno en su superficie que se unen a contaminantes específicos ".

Sorprendentemente, los investigadores también encontraron que el cabello de diferentes colores producía puntos de carbón que respondían preferentemente a diferentes contaminantes.

"El cabello oscuro mostró una alta especificidad para detectar la contaminación por cloroformo en el agua, mientras que el cabello rubio que probamos era más sensible a especies de metales como el magnesio, ", dijo el ex becario de investigación de la Universidad de Griffith, el Dr. Ehsan Eftekhari.

Estos puntos de carbono oscuros derivados del cabello, con antenas de detección a base de nitrógeno en la superficie, eran tan sensibles que podían detectar el cloroformo presente en tan solo tres moléculas por mil millones de moléculas de agua.

"La cloración es un método de desinfección ampliamente adoptado en el tratamiento del agua que se utiliza para reducir los riesgos de patógenos y las enfermedades transmitidas por el agua, pero también crea subproductos que se han relacionado con tasas más altas de cáncer, tarifas, "dijo el profesor Fred Leusch, un coautor que preside el Comité Asesor de Calidad del Agua de Australia.

"Entonces, el desarrollo de sensores para monitorear la cantidad de cloro utilizado en el tratamiento y las concentraciones de subproductos en tiempo real es de vital importancia para la salud pública ".

Los sensores de puntos de carbono podrían incluso diferenciar entre contaminantes químicos muy similares.

"En este estudio, descubrimos que las antenas de detección basadas en nitrógeno en la superficie de los puntos de carbono eran sensibles al cloroformo, pero no al bromoformo contaminante químicamente similar, debido a la sutil diferencia en sus estructuras electrónicas, "Dijo el profesor Li.

"Me sorprende constantemente lo mucho que los materiales biológicos pueden enseñarnos sobre el diseño de productos funcionales, como los nanosensores basados ​​en puntos de carbono. Usar biorresiduos para hacer puntos de carbono para sensores de calidad del agua sin emplear solventes nocivos, la convierte en una tecnología sostenible que realmente se adhiere a los principios de la química verde ".