En el laboratorio de Polímeros del Instituto de Ciencias Químicas de la Universidad Austral de Chile, los investigadores Dr. Ignacio Moreno Villoslada y Mario Estrada desarrollaron un nuevo material polimérico que podría ser ocupado para absorber contaminantes del agua, como los tintes usados para la ropa o antibióticos desechados.
Esto, porque los componentes químicos con los que está formulado el material, aceleran la absorción de contaminantes y catalizan su degradación con la luz.
“Esto quiere decir que después de absorber el contaminante de una masa de agua, el material se puede sacar, dejar secar al sol, lavar en un ambiente controlado (y en poco volumen), y reutilizar”, explica el Dr. Moreno Villoslada, uno de los autores de la investigación, que fue publicada para la comunidad científica en la revista Chemical Engineering Journal, una de las más importante de la disciplina.
En voz de los científicos, estos resultados representan un avance en enfrentar el problema de la contaminación del agua, donde industrias como la acuicultura, la textil o minera generan aguas residuales.
En ese sentido, “junto con descontaminar incluso se podrían recuperar ciertas sustancias útiles, entre ellas, tierras raras”, dice Moreno.
“Estamos haciendo estudios para fabricar pelotas que se puedan lanzar al agua y luego recoger con una malla, para descontaminar grandes masas de agua, como piscinas de decantación o incluso lagunas. También podría ser posible hacer unos filtros para limpiar aguas contaminadas en un flujo continuo, como en la salida de un colector o incluso un río”, explica el autor.
Al ser consultado sobre las características de este nuevo material, el investigador describe que se puede entregar en varias presentaciones: “Puede ser como partículas hechas de laminitas muy pequeñas, o como objetos más grandes y porosos, similar a los trozos de espuma con la que se hacen los colchones. La condición esencial es que tengan mucha superficie con respecto al volumen; por eso es importante que el material tenga poros, para que aumente la superficie de contacto”.
El proceso de desarrollo del polímero
En términos científicos el nuevo material es un polímero. Más en profundidad, se trata de moléculas muy grandes, tan grandes que no tienen un tamaño fijo; se forman por encadenamiento de moléculas más pequeñas, y por tanto, el número de eslabones de las cadenas cambia de cadena en cadena. Puede ser desde unas decenas a muchos miles de eslabones por cadena.
“Cuando uno ve y toca un vaso de plástico, éste está hecho de polímeros, de cadenas moleculares, algunas más grandes, otras más pequeñas, y de la mezcla de todas se obtienen las propiedades que nos resultan tan útiles, como flexibilidad, dureza, maleabilidad, etc.”, explican los investigadores.
El desarrollo de este polímero se produjo en 2019 en colaboración con científicos de la Universidad de Waseda en Japón, donde pasaron varios meses trabajando. Ya en pandemia, los químicos fueron pioneros en retornar presencialmente a los laboratorios bajo estrictas medidas de seguridad. Con este esfuerzo, a fines del 2021 el material fue terminado y su aplicabilidad comprobada.
Durante 2022 y 2023 se exploraron otras opciones de fabricación, cambiando ligeramente la formulación para mejorar el rendimiento. Así, se mejoraron las propiedades mecánicas para resistir condiciones de trabajo en terreno de mejor manera. Hoy se están abocando en otorgar selectividad a sus aplicaciones.
“Por ejemplo, para poder recuperar metales de tierras raras en mineras de manera selectiva, que son muy necesarios para la fabricación de todo tipo de materiales electrónicos que usamos diariamente como baterías, teléfonos, satélites, etc.”, dice el químico de la UACh.
Consultado por los resultados, el científico fue enfático en señalar que “los resultados son sorprendentes, y por eso fueron publicados en una revista de alto impacto y exigencia. Esperamos que no sean los únicos resultados sorprendentes que logremos publicar. Porque la hipótesis inicial es muy general: Usamos las interacciones moleculares que hacen posible, por ejemplo, la molécula de ADN como una doble hebra, para formar materiales con características sorprendentes en el ámbito que nos podamos imaginar. Con este tesón, esperamos aportar con mejoras tecnológicas para la sociedad”, finalizó.
