Detección de nanoplásticos en el aire

"Los nanoplásticos son una gran preocupación si están en el aire que se respira, entrando en los pulmones y causando potencialmente problemas de salud"

29.08.2022 - Estados Unidos

Los grandes trozos de plástico pueden descomponerse en partículas de tamaño nanométrico que suelen llegar al suelo y al agua. Quizá sea menos conocido que también pueden flotar en el aire. No está claro cómo afectan los nanoplásticos a la salud humana, pero los estudios en animales sugieren que son potencialmente dañinos. Como paso para comprender mejor la prevalencia de los nanoplásticos en el aire, los investigadores han desarrollado un sensor que detecta estas partículas y determina los tipos, cantidades y tamaños de los plásticos mediante películas de puntos de carbono de colores.

Esta investigación se presentó en la reunión de otoño de la Sociedad Química Americana(ACS).

"Los nanoplásticos son una gran preocupación si están en el aire que se respira, entrando en los pulmones y causando potencialmente problemas de salud", dice el doctor Raz Jelinek, investigador principal del proyecto. "Un detector sencillo y barato como el nuestro podría tener enormes implicaciones, y algún día alertar a la gente de la presencia de nanoplásticos en el aire, permitiéndoles tomar medidas".

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Cada año se producen y tiran millones de toneladas de plástico. Algunos materiales plásticos se erosionan lentamente mientras se utilizan o después de ser desechados, contaminando el entorno con partículas de tamaño micro y nano. Los nanoplásticos son tan pequeños -generalmente de menos de 1 µm de ancho- y ligeros que incluso pueden flotar en el aire, donde la gente puede respirarlos sin saberlo. Los estudios en animales sugieren que la ingestión e inhalación de estas nanopartículas puede tener efectos perjudiciales. Por ello, podría ser útil conocer los niveles de contaminación por nanoplásticos en el aire.

Anteriormente, el equipo de investigación de Jelinek en la Universidad Ben-Gurion del Néguev desarrolló una nariz electrónica o "e-nose" para controlar la presencia de bacterias mediante la adsorción y detección de la combinación única de moléculas de vapor de gas que liberan. Los investigadores querían ver si esta misma tecnología basada en puntos de carbono podía adaptarse para crear un sensor nanoplástico sensible para la vigilancia continua del medio ambiente.

Los puntos de carbono se forman cuando un material de partida que contiene mucho carbono, como el azúcar u otra materia orgánica, se calienta a una temperatura moderada durante varias horas, dice Jelinek. Este proceso puede realizarse incluso con un microondas convencional. Durante el calentamiento, el material que contiene carbono se convierte en partículas nanométricas de colores, y a menudo fluorescentes, llamadas "puntos de carbono". Y cambiando el material de partida, los puntos de carbono pueden tener diferentes propiedades superficiales que pueden atraer diversas moléculas.

Para crear la nariz electrónica bacteriana, el equipo extendió finas capas de diferentes puntos de carbono sobre diminutos electrodos, cada uno del tamaño de una uña. Utilizaron electrodos interdigitados, que tienen dos lados con estructuras intercaladas en forma de peine. Entre las dos caras se desarrolla un campo eléctrico, y la carga almacenada se denomina capacitancia. "Cuando algo le ocurre a los puntos de carbono -ya sea que adsorban moléculas de gas o trozos de nanoplástico- se produce un cambio de capacitancia, que podemos medir fácilmente", dice Jelinek.

A continuación, los investigadores probaron un sensor de prueba de concepto para nanoplásticos en el aire, eligiendo puntos de carbono que adsorbieran tipos comunes de plástico: poliestireno, polipropileno y poli(metilmetacrilato). En los experimentos, se aerosolizaron partículas de plástico a nanoescala, haciéndolas flotar en el aire. Y cuando los electrodos recubiertos con películas de puntos de carbono se expusieron a los nanoplásticos transportados por el aire, el equipo observó señales diferentes para cada tipo de material, dice Jelinek. Dado que el número de nanoplásticos en el aire afecta a la intensidad de la señal generada, Jelinek añade que actualmente el sensor puede informar de la cantidad de partículas de un determinado tipo de plástico por encima o por debajo de un umbral de concentración predeterminado. Además, cuando se aerosolizaron partículas de poliestireno de tres tamaños (100 nm de ancho, 200 nm de ancho y 300 nm de ancho), la intensidad de la señal del sensor estaba directamente relacionada con el tamaño de las partículas.

El siguiente paso del equipo es comprobar si su sistema puede distinguir los tipos de plástico en las mezclas de nanopartículas. Al igual que la combinación de películas de puntos de carbono en la nariz electrónica de las bacterias distinguía entre gases de distinta polaridad, Jelinek afirma que es probable que puedan ajustar el sensor de nanoplásticos para diferenciar otros tipos y tamaños de nanoplásticos. La capacidad de detectar diferentes plásticos en función de sus propiedades superficiales haría que los sensores de nanoplásticos fueran útiles para rastrear estas partículas en escuelas, edificios de oficinas, hogares y exteriores, afirma.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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