Al crear hendiduras perfectamente espaciadas en un mineral de arcilla, La profesora de física experimental del estado sólido de la Universidad de Groningen, Petra Rudolf, pudo filtrar el agua para eliminar un herbicida tóxico. Después de eliminar el contaminante calentando el material, la arcilla se puede reutilizar. Junto con colegas de Grecia, Rudolf presenta este estudio de prueba de principio en la revista Nano de ciencias ambientales .

En los Paises Bajos, se cultivan muchas remolachas azucareras. En estos campos, el herbicida cloridazon se usa ampliamente. Este compuesto es tóxico para los humanos, no se descompone en la naturaleza y eventualmente se filtrará al agua subterránea. Las concentraciones de cloridazona en las aguas subterráneas se encuentran actualmente por debajo del umbral de seguridad, pero como es persistente en el medio ambiente, se espera que aumenten. "Las plantas de purificación de agua pueden degradar la cloridazona mediante la luz ultravioleta, pero los productos de degradación de la cloridazona también son tóxicos, "explica Rudolf.

Pilares

Rudolf ha adquirido una técnica para hacer nanocavidades bien definidas en arcilla, que adaptó para atrapar el herbicida. "La arcilla es un mineral en capas, "Rudolf explica." Las capas tienen una carga negativa y están separadas por iones positivos. Podemos reemplazarlos con pilares moleculares de nuestro propio diseño. "Las arcillas naturales se lavan primero y luego se tratan con sales de sodio. El sodio reemplaza los iones positivos naturales entre las capas". Estos iones de sodio están rodeados por un manto de agua, que empuja las capas ligeramente más separadas. Simplemente agregando las moléculas de los pilares al agua, reemplazarán el sodio ".

Estos pilares suelen estar hechos de óxido de silicio, con un grupo químico añadido que define la afinidad de las cavidades. Rudolf:"En este caso, agregamos iones de cobre para atraer la cloridazona y sus productos de descomposición. "La arcilla funcionalizada absorbió el herbicida en cantidades significativas:casi 900 miligramos por kilogramo de arcilla." Este es un buen resultado y vemos margen para aumentar aún más la absorción ". , Rudolf y sus colegas han demostrado que el herbicida se elimina calentando la arcilla, que luego se puede utilizar de nuevo.

Agua subterránea

Los primeros resultados se obtuvieron utilizando 10 veces la concentración más alta de cloridazona medida en el medio ambiente. Es más, los experimentos se realizaron en agua limpia. "Entonces, necesitamos repetir esto en aguas subterráneas reales, para ver si otros compuestos afectan la absorción ". Si todas estas pruebas arrojan resultados positivos, la siguiente pregunta es cómo convertir esta arcilla en un producto que se pueda utilizar en el tratamiento del agua. "Las opciones son agregar la arcilla al agua y luego recuperarla por filtración, o para convertir la arcilla en una membrana, "explica Rudolf.

Al alterar el ancho de las rendijas y cambiar la afinidad de los pilares, La arcilla funcionalizada podría atrapar diferentes compuestos químicos. "Estamos probando sistemas para eliminar otros dos compuestos del agua, "dice Rudolf." Además, se podría crear un sistema similar utilizando otros materiales en capas, como el óxido de grafeno ".