(Phys.org) —Nueva investigación, de publicación reciente, detalla cómo los investigadores de la Universidad de Cincinnati han desarrollado y probado un nano filtro de energía solar que es capaz de eliminar carcinógenos y antibióticos dañinos de las fuentes de agua (lagos y ríos) a un ritmo significativamente mayor que la tecnología de filtrado de carbón activado que se utiliza actualmente.

En el diario Nano letras , Vikram Kapoor, estudiante de doctorado en ingeniería ambiental, y David Wendell, profesor asistente de ingeniería ambiental, informan sobre su desarrollo y prueba del nuevo filtro hecho de dos proteínas bacterianas que fue capaz de absorber el 64 por ciento de los antibióticos en las aguas superficiales frente a alrededor del 40 por ciento absorbido por la tecnología de filtrado utilizada actualmente hecha de carbón activado. Uno de los aspectos más interesantes de su filtro es la capacidad de reutilizar los antibióticos que se capturan.

Kapoor y Wendell comenzaron el desarrollo de su nuevo nano filtro en 2010 y las pruebas en 2012, con los resultados informados en un artículo titulado "Ingeniería de bombas de eflujo bacteriano para la biorremediación de aguas superficiales con energía solar".

La presencia de antibióticos en las aguas superficiales es dañina porque genera bacterias resistentes y mata microorganismos útiles. que pueden degradar los ambientes acuáticos y las cadenas alimentarias. En otras palabras, Los agentes infecciosos como los virus y las bacterias que causan enfermedades se vuelven más numerosos mientras que la salud de los arroyos y lagos se degrada.

Entonces, según Wendell, los nanofiltros recientemente desarrollados, cada uno mucho más pequeño en diámetro que un cabello humano, potencialmente podría tener un gran impacto tanto en la salud humana como en la salud del medio acuático (dado que la presencia de antibióticos en las aguas superficiales también puede afectar los sistemas endocrinos de los peces, aves y otros animales salvajes).

Asombrosamente, este filtro emplea uno de los elementos que permiten que las bacterias resistentes a los medicamentos sean tan dañinas, una bomba de proteínas llamada AcrB. Wendell explicó, "Estas bombas son un asombroso producto de la evolución. Son esencialmente trituradores de basura selectivos para las bacterias. Nuestra innovación fue cambiar el sistema de eliminación. Entonces, en lugar de bombear, bombeamos los compuestos a las proteovesículas ". (La nueva tecnología de filtrado se llama sistema de proteovesículas).

Otra innovación importante fue la fuente de energía, una proteína bacteriana impulsada por la luz llamada Delta-rodopsina que proporciona a AcrB el poder de bombeo para mover los antibióticos.

El sistema de proteínas bacterianas tiene una serie de ventajas sobre la tecnología de filtración actual:

• El funcionamiento de la nueva tecnología de filtrado se alimenta de la luz solar directa frente a las necesidades de uso intensivo de energía para el funcionamiento del filtro de carbón activado estándar.
• La tecnología de filtrado también permite el reciclaje de antibióticos. Después de que estos nuevos nanofiltros hayan absorbido antibióticos de las aguas superficiales, los filtros podrían extraerse del agua y procesarse para liberar las drogas, permitiendo que se reutilicen. Por otra parte, Los filtros de carbón se regeneran calentando a varios cientos de grados, que quema los antibióticos.
• Los nuevos filtros de proteínas son muy selectivos. Los filtros de carbón activado que se utilizan actualmente sirven como "filtrando una amplia variedad de contaminantes. Eso significa que se obstruyen más rápidamente con la materia orgánica natural que se encuentra en los ríos y lagos.

Dijo Wendell, "Hasta aquí, Nuestra innovación promete ser un medio ecológico para extraer antibióticos de las aguas superficiales de las que todos dependemos. También tiene el potencial de proporcionar una recuperación y reutilización de antibióticos rentables. Próximo, queremos probar nuestro sistema para filtrar selectivamente hormonas y metales pesados ​​de las aguas superficiales ".

En relación con el trabajo publicado en este artículo, Wendell y Kapoor probaron su nano filtro de energía solar contra carbón activado, el estándar actual de tecnología de tratamiento fuera del laboratorio. Probaron su innovación en agua recolectada del río Little Miami. Usando solo la luz del sol como fuente de energía, pudieron eliminar selectivamente los antibióticos ampicilina y vancomicina, antibióticos humanos y veterinarios de uso común, y la tinción de ácido nucleico, bromuro de etidio, que es un potente carcinógeno para los seres humanos y los animales acuáticos.