(Phys.org) —Los investigadores han ideado un sencillo sistema basado en nanopartículas, para detectar mercurio y otros contaminantes. Esta tecnología permite analizar de forma fácil y económica estas sustancias en el agua y, más importante, en el pescado que comemos. Esto se publicará en Materiales de la naturaleza .

Mercurio, cuando se vierte en lagos y ríos, se acumula en los peces, ya menudo termina en nuestros platos. Un equipo suizo-estadounidense de investigadores dirigido por Francesco Stellacci en la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) y Bartosz Grzybowski en la Northwestern University ha ideado un sencillo, sistema económico basado en nanopartículas, una especie de nano-velcro, para detectar y atrapar este contaminante tóxico y otros. Las partículas están cubiertas de pequeños pelos que pueden adherirse a metales pesados ​​tóxicos como el mercurio y el cadmio. Esta tecnología permite analizar de forma fácil y económica estas sustancias en el agua y, más importante, en el pescado que comemos. Su nuevo método puede medir el metilmercurio, la forma más común de contaminación por mercurio, a concentraciones attomolares sin precedentes. El sistema se describe en un artículo que aparece el 9 de septiembre, 2012 en la revista Materiales de la naturaleza .

Metil mercurio, tóxico y difícil de controlar

Los investigadores están particularmente interesados ​​en detectar mercurio. Su forma más común, metil mercurio, se acumula a medida que uno asciende en la cadena alimentaria, alcanzando sus niveles más altos en grandes peces depredadores como el atún y el pez espada. En los EE.UU, Francia y Canadá, Las autoridades de salud pública aconsejan a las mujeres embarazadas que limiten el consumo de pescado porque el mercurio puede comprometer el desarrollo del sistema nervioso en el feto en desarrollo.

"El problema es que las técnicas de monitorización actuales son demasiado caras y complejas, "explica el titular de la Cátedra Constellium en EPFL y coautor Francesco Stellacci." Analizamos periódicamente los niveles de mercurio en el agua potable, y si esos resultados son buenos, asumimos que los niveles son aceptables entre esos períodos de prueba ". Pero la descarga industrial fluctúa.

Un simple, nueva tecnología económica

La tecnología desarrollada por el equipo suizo-americano es fácil de usar. Una tira de vidrio cubierta con una película de nanopartículas "peludas" se sumerge en el agua. Cuando un ion - una partícula cargada positivamente, como un metilmercurio o iones de cadmio, se mete entre dos pelos, los pelos se cierran, atrapando el contaminante.

Un dispositivo de medición de voltaje revela el resultado; cuantos más iones quedan atrapados en el nano-velcro, más electricidad conducirá. Entonces, para calcular el número de partículas atrapadas, todo lo que hay que hacer es medir el voltaje a través de la nanoestructura.

Variando la longitud de los nanocabellos, los científicos pueden apuntar a un tipo particular de contaminante. "El procedimiento es empírico, "explica Stellacci. Metilmercurio, Afortunadamente, tiene propiedades que lo hacen extremadamente fácil de atrapar sin atrapar accidentalmente otras sustancias al mismo tiempo; por tanto, los resultados son muy fiables.

El aspecto interesante de este enfoque es que la tira de vidrio de 'lectura' podría costar menos de 10 dólares, mientras que el dispositivo de medición costará solo unos pocos cientos de dólares. El análisis se puede realizar en campo, por lo que los resultados están disponibles de inmediato. "Con un método convencional, tienes que enviar muestras al laboratorio, y el equipo de análisis cuesta varios millones de dólares, "señala Stellacci.

Pruebas convincentes en el lago Michigan y Florida

Los investigadores probaron el sistema en el lago Michigan, cerca de Chicago. A pesar del alto nivel de industria en la región, los niveles de mercurio eran extremadamente bajos. "El objetivo era comparar nuestras medidas con las medidas de la FDA realizadas con métodos convencionales, "explica Stellacci." Nuestros resultados cayeron dentro de un rango aceptable ".

También se analizó un pez mosquito de los Everglades de Florida. Esta especie no ocupa un lugar muy alto en la cadena alimentaria y, por lo tanto, no acumula altos niveles de mercurio en sus tejidos. "Medimos el tejido que se había disuelto en ácido. El objetivo era ver si podíamos detectar incluso cantidades minúsculas". dice Bartosz Grzybowski, Profesor Burgess de Química y Director del Centro de Investigación de Energía de No Equilibrio en la Universidad Northwestern. El Servicio Geológico de Estados Unidos informó resultados casi idénticos después de analizar la misma muestra.

De las aplicaciones cuánticas a las reales

"Creo que es bastante increíble, "Grzybowski agrega, "cómo los complejos principios del túnel cuántico que subyacen a nuestro dispositivo se traducen en un dispositivo tan preciso y prácticamente útil. También es notable que nuestro sistema, a través de algunas modificaciones químicas relativamente simples, se puede adaptar fácilmente para detectar otras especies tóxicas" Los investigadores ya han demostrado la detección de cadmio con una sensibilidad femtomolar muy alta.

"Con esta tecnología, será posible realizar pruebas a una escala mucho mayor en el campo, o incluso en el pescado antes de su comercialización, ", dice el autor principal, Eun Seon Cho. Esta es una medida de salud pública necesaria, dada la naturaleza tóxica del metilmercurio y la forma extremadamente compleja en que se propaga en el medio ambiente y se acumula en los tejidos vivos.