El nuevo filtro de óxido de grafeno desarrollado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) es capaz de limpiar el agua de forma completa en unas horas.

El milagroso material del siglo XXI, el grafeno, sigue sorprendiendo. Un equipo de científicos del MIT ha desarrollado un filtro reutilizable de espuma de óxido de grafeno, el cual actúa como un imán para el uranio. Extrae de manera efectiva elementos radiactivos del agua potable.

El uranio se puede filtrar en los suministros de agua de los depósitos de rocas naturales, a través de desechos de plantas de energía nuclear u operaciones mineras. Se sabe que no es necesaria una dosis alta para que la salud humana se vea afectada (daño renal o cáncer en función de las concentraciones y solubilidad del uranio).

 

Espuma de grafeno

Este novedoso filtro actúa como un imán para el uranio, por lo que su aplicación en aguas contaminadas las limpiaría y convertiría en aguas totalmente potables en cuestión de horas (el uranio se precipita como un cristal sólido condensado). Otra ventaja es que el filtro podría retirarse limpiamente y reutilizarse muchas veces sin que este pierda eficacia. A lo largo de varios años.

Ju Li, profesor en el MIT y coautor del estudio, dijo en un comunicado de prensa. “En cuestión de horas, nuestro proceso puede purificar una gran cantidad de agua potable por debajo del límite de uranio de la EPA”.

En investigaciones previas se demostró que la fibra de carbono cargada eléctricamente podía filtrar el uranio del agua, pero los resultados fueron parciales e imprecisos. Es más, varios proyectos pasados para la eliminación de metales pesados del agua potable sufrieron inconvenientes que limitaron su uso. En oposición a sus predecesores, la espuma de grafeno utilizada en baterías de litio y azufre presenta un rendimiento único porque tiene la capacidad de atraer ciertas especies químicas a su superficie.

 

Depurando aguas contaminadas

“Cada vez que la usamos, nuestra espuma puede capturar cuatro veces su propio peso de uranio y lograr una capacidad de extracción de 4.000 mg por gramo, lo que es una mejora significativa con respecto a otros métodos”, nos cuenta el experto. “La espuma ha logrado grandes avances en la reutilización, ya que puede pasar por siete ciclos sin perder la eficiencia de extracción”.

El equipo del MIT descubrió que al pasar una carga eléctrica a través de la espuma de grafeno, el agua se dividía y se liberaba hidrógeno con el efecto dominó de aumentar los niveles de pH locales. Esto impulsa una sustancia química que extrae los iones de uranio de una solución y hace que se adhiera en la superficie de la espuma. Este proceso resulta en la formación de hidróxido de uranio cristalino, mineral nunca antes visto, el cual cuelga de la espuma en una disposición similar a las escamas de los peces. La espuma arroja el uranio cuando se invierte la carga eléctrica.

 

¿Funciona en el mar?

Esta espuma funciona también en el mar. En este entorno reduce las concentraciones de uranio de 3 ppm a 19,9 ppb, demostrando así que otros iones presentes en la salmuera no interfieren en el proceso de filtrado. A la vista de los resultados, el equipo cree que el dispositivo podría convertirse en un nuevo tipo de filtro de agua doméstico, adaptándolo a los grifos caseros, al igual que otros de marcas comerciales.

Li nos aclara que, “en el futuro, en lugar de filtros de agua pasivos, podríamos usar un filtro inteligente alimentado por electricidad limpia que activa la acción electrolítica, que podría extraer múltiples metales tóxicos, indicarle cuando regenerar el filtro y brindar garantía de calidad sobre el agua que estás bebiendo”.

Según los científicos del MIT, este se trata de un método de bajo coste que puede ser implementado a lo largo de varias etapas de la infraestructura del agua. Por si fuera poco, los filtros se podrían modificar para detectar y eliminar otros metales pesados, como plomo, mercurio o cadmio, que provocan efectos tóxicos en la salud.

 

Fuente: MIT