Contaminantes orgánicos como productos farmacéuticos, pesticidas, y hormonas, incluso a concentraciones de nanoescala, contaminar el agua potable de una manera que presenta riesgos significativos para los seres humanos, animales y medio ambiente. En particular, las hormonas esteroides estrona, estradiol, progesterona, y la testosterona puede causar daño biológico en humanos y vida silvestre. Por lo tanto, la Unión Europea ha establecido estrictos estándares mínimos de calidad para el agua potable segura y limpia. que también debe tenerse en cuenta en el desarrollo de nuevas tecnologías para el tratamiento del agua.

"El desafío para la ciencia es desarrollar métodos más sensibles para apuntar a las moléculas hormonales, "dice la profesora Andrea Iris Schäfer, director del Instituto de Tecnología Avanzada de Membranas (IAMT) en KIT. El principal problema es que las hormonas esteroides son muy difíciles de detectar en el agua. "Hay una molécula de hormona por cada trillón de moléculas de agua. Esta es una concentración extremadamente baja, "explica el experto.

Con tecnologías de tratamiento de agua convencionales, Las plantas de tratamiento de aguas residuales no pueden encontrar ni eliminar microcontaminantes. Por lo tanto, los investigadores de la IAMT y el Instituto KIT de Tecnología de Microestructuras (IMT) están trabajando en nuevos métodos no solo para detectar y medir microcontaminantes, pero también eliminarlos. Un nuevo El proceso fotocatalítico resulta prometedor. Los científicos recubrieron una membrana de polímero de poros grandes disponible comercialmente con Pd (II) -porfirina, un paladio que contiene, Molécula sensible a la luz que puede absorber radiación visible. La exposición a la radiación con luz solar simulada inicia un proceso químico que produce el llamado oxígeno singlete, una especie de oxígeno altamente reactiva. El oxígeno singlete "ataca" específicamente las moléculas hormonales y las convierte en productos de oxidación potencialmente seguros. "Es fundamental que cubramos la superficie de cada poro con la molécula fotosensibilizadora, aumentando la superficie de ataque, "explica Roman Lyubimenko, científico de IAMT e IMT.

La descomposición química de las hormonas esteroides y la filtración de otros microcontaminantes se pueden realizar en un solo módulo. Con este proceso, Es posible filtrar de 60 a 600 litros de agua por metro cuadrado de membrana en una hora. Los científicos pudieron reducir la concentración de estradiol, la hormona esteroidea más biológicamente activa, en un 98 por ciento de 100 a 2 nanogramos por litro. "Esto significa que ya estamos muy cerca del valor objetivo de la UE de un nanogramo por litro, ", enfatiza Schäfer. El próximo objetivo del equipo de investigación es optimizar aún más el proceso fotocatalítico y transferirlo a una escala mayor. Las cuestiones pendientes son averiguar cuánta intensidad de luz y cuánta porfirina se necesitarán y si el costoso paladio del El grupo de metales del platino puede ser reemplazado por otros metales.