Microsubmarins per netejar el mediambient
Els nanomotors sintètics han estat de gran interès en els darrers anys degut a les possibles aplicacions que aquests dispositius, que es mouen autònomament en presencia d'un cert combustible, podrien presentar. En aquest treball, els nanomotors s'han aplicat en el camp mediambiental per a la captura d'olis
Els nanomotors es van inspirar inicialment en el motors moleculars que trobem ens els organismes vius. Els estudis es van centrar en l'ús de microtubs amb una superfície interior de platí, que mitjançant la producció de bombolles es propulsen autònomament. Aquests es poden fabricar mitjançant processos fotolitogràfics o a través d'una deposició electroquímica fent servir membranes còniques (cyclopore) com a motlles. La velocitat d'aquests dispositius, a més de la seva versatilitat en termes de bioconjugació per a captura i aïllament de cèl·lules cancerígenes o bacteries, han inspirat aquest treball més enfocat en el camp mediambiental.
Dut a terme en el Laboratori de Nanobioelectrònica, liderat per Prof. Joseph Wang en la Universitat de Califòrnia San Diego (UCSD), i en col·laboració amb Maria Guix, alumna de doctorat del Departament de química de la UAB i membre del Grup de Nanobioelectrònica i Biosensors de l'Institut Català de Nanotecnologia (ICN) liderat per Arben Merkoçi, Profesor ICREA, aquest treball és fruit del projecte de col·laboració entre els dos països i s'ha publicat en la revista ACS Nano.
La presència d'olis en aigües residuals, com a productes secundaris de procesos de manufacturació en les indústries o per desastres mediambientals provocats per l'enfonsament de petrolers, tals com el Prestige l'any 2002 o el Deepwater Horizon el 2010, representa una problemàtica que cal abordar. S'han plantejat diverses opcions per a la neteja d'aquestes aigües residuals, i una de les més estudiades ha estat la creació d'esponges superhidrofòbiques que permeten l'adsorció selectiva d'aquests olis. És per aquesta raó que el concepte de superfície superhidrofòbica, o el que seria el mateix, amb una gran afinitat per a substàncies olèiques, va plantejar-se en la superfície del micromotors.
La conjunció de l'estructura present en la superfície dels micromotors, juntament amb la modificació de la superfície exterior d'or dels micromotors amb cadenes d'alcanotiol va permetre que s'aconseguissin les esmentades superficies superhidrofòbiques. La química mitjançant la qual es van immobilitzar aquestes cadenes d'alcanotiols es la de monocapes monosensemblades (SAM), estudiant-se diverses llargades de cadena i essent la llargada òptima la formada pel dodecanotiol.
Així mateix es va comprobar que el grup final d'aquestes cadenes influïa enormement en la seva interacció amb els olis, aconseguint només que la captura d'olis es donés quan el grup final d'aquestes cadenes era un metil. Després d'optimitzar-ne totes les condicions es va comprobar que efectivament el comportament dels micromotors era el mateix envers substàncies con la gasolina, demostrant-ne així la seva versatilitat i possibles aplicacions.
Així doncs, d'alguna manera els micromotors actuarien com a microsubmarins en el cas d'implementar-se aquest sistema en aigües reals i realizar així una neteja ràpida i efectiva d'olis in situ.
Maria Guix i Arben Merkoçi
Institut Català de Nanotecnologia (ICN)
arben.merkoci@icn.cat / maria.guix@icn.cat
Referències
"Superhydrophobic Alkanethiol-Coated Microsubmarines for Effective Removal of Oil". Maria Guix, Jahir Orozco, Miguel García, Wei Gao, Sirilak Sattayasamitsathit, Arben Merkoçi, Alberto Escarpa and Joseph Wang. ACS Nano, 2012, 6 (5), 4445-4451.
Butlletí Innovem Terrassa !!!
Universitat i Societat del coneixement - Ajuntament de Terrassa.