Desde hace unos años, el bagazo, el residuo de cereal de las cervecerías, se reutiliza en la alimentación animal. Este material también podría ser utilizado en nanotecnología. El equipo del profesor Federico Rosei del Institut national de la recherche scientifique (INRS) ha demostrado que los desechos de las microcervecerías se pueden utilizar como fuente de carbono para sintetizar puntos cuánticos. El trabajo, realizado en colaboración con Claudiane Ouellet-Plamondon de la École de technologie supérieure (ÉTS), se publicó en la revista RSC Advances de la Royal Society of Chemistry. .

A menudo considerados "átomos artificiales", los puntos cuánticos se utilizan en la transmisión de luz. Con una gama de propiedades fisicoquímicas interesantes, este tipo de nanotecnología se ha utilizado con éxito como sensor en biomedicina o como LED en pantallas de próxima generación. Pero hay un inconveniente. Los puntos cuánticos actuales se producen con metales pesados ​​y tóxicos como el cadmio. El carbono es una alternativa interesante, tanto por su biocompatibilidad como por su accesibilidad.

Un enfoque eco-responsable

La elección de los desechos de la cervecería como material de origen provino de Daniele Benetti, becario postdoctoral en el INRS, y Aurel Thibaut Nkeumaleu, estudiante de maestría en ÉTS que dirigió el trabajo. Básicamente, querían llevar a cabo varios experimentos utilizando materiales accesibles. Así es como los científicos llegaron a colaborar con Brasseurs de Montréal para obtener sus residuos de cereales.

"El uso de grano gastado destaca tanto un enfoque eco-responsable para la gestión de residuos como una materia prima alternativa para la síntesis de puntos cuánticos de carbono, desde una perspectiva de economía circular", dice el profesor Rosei.

La ventaja de utilizar los residuos de la cervecería como fuente de puntos cuánticos de carbono es que se enriquecen de forma natural con nitrógeno y fósforo. Esto evita la necesidad de productos químicos puros.

"Esta investigación fue muy divertida e iluminó lo que podemos hacer con los subproductos de la cerveza", dice Claudiane Ouellet-Plamondon, presidenta de investigación de Canadá en materiales de construcción multifuncionales sostenibles en ÉTS. "Además, ÉTS se encuentra en el sitio de la antigua cervecería Dow, una de las principales cervecerías de Quebec hasta la década de 1960. Por lo tanto, existe un vínculo histórico y patrimonial con este trabajo".

Un método accesible

Además de utilizar material de base biológica, el equipo de investigación quería demostrar que era posible producir puntos cuánticos de carbono con medios comunes. Los científicos utilizaron un horno de microondas doméstico para carbonizar el grano gastado, lo que resultó en un polvo negro. Luego se mezcló con agua destilada y se volvió a colocar en el horno de microondas. Un paso en la centrífuga y una filtración avanzada permitieron obtener los puntos cuánticos. Su producto terminado pudo detectar y cuantificar metales pesados, así como otros contaminantes que afectan la calidad del agua, el medio ambiente y la salud.

Los próximos pasos serán caracterizar estos puntos cuánticos de carbono de los desechos de la cervecería, más allá de la prueba de concepto. El equipo de investigación está convencido de que esta nanotecnología tiene el potencial de convertirse en sensores de detección sofisticados para diversas soluciones acuosas, incluso en células vivas. + Explora más

Fotones gemelos de diferentes puntos cuánticos