Nova estratègia per lluitar contra els contaminants emergents que amenacen el medi ambient i la salut humana
en-GBde-DEes-ESfr-FR

Nova estratègia per lluitar contra els contaminants emergents que amenacen el medi ambient i la salut humana


Els contaminants emergents són compostos —microplàstics, olis, colorants, fàrmacs, plastificants, etc.— que van a parar als ecosistemes aquàtics i poden representar un risc per al medi ambient i la salut. Aquests contaminants, que estan lligats a les activitats humanes, es poden trobar en les aigües residuals, i eliminar-los representa tot un repte científic, tecnològic i social.

Un estudi liderat per la Universitat de Barcelona presenta ara una estratègia innovadora basada a utilitzar partícules de naturalesa superhidrofòbica per degradar contaminants que són difícils d’eliminar de l’aigua. El treball, publicat a la revista Journal of Environmental Chemical Engineering, el signen els investigadors Oriol Rius Ayra i Núria Llorca Isern, del Grup de Recerca de Caracterització i Processos en Ciència de Materials (CPCM) de la Facultat de Química de la UB.

Els resultats de la investigació obren noves possibilitats al disseny de nous materials superhidrofòbics amb propietats multifuncionals per eliminar contaminants persistents, un objectiu científic que conforma una de les línies de recerca del grup de recerca.

Aigua neta i sanejament per a tota la humanitat

Garantir la disponibilitat d’aigua i una gestió sostenible dels recursos hídrics i el sanejament és un dels objectius de desenvolupament sostenible (ODS) aprovats per les Nacions Unides per al període 2015-2030. No obstant això, la majoria de les aigües residuals relacionades amb l’activitat humana encara s’aboquen als rius o al mar sense eliminar-ne els contaminants.


El nou estudi descriu les propietats multifuncionals d’unes partícules de naturalesa superhidrofòbica per eliminar i degradar diversos contaminants en l’aigua. En concret, la superhidrofobicitat és una característica present en alguns animals i vegetals de manera natural, per reduir o eliminar el contacte superficial amb les molècules d’aigua.

«L’ús dels materials superhidrofòbics és una estratègia efectiva per combatre la contaminació ambiental. Fa uns anys es va intentar mimetitzar la superhidrofobicitat present a la natura, com en el cas de la flor de lotus (un exemple emblemàtic d’aquesta propietat). Ara bé, en els darrers anys la recerca ha avançat per dissenyar nous materials, amb diverses aplicacions», detalla Oriol Rius, que és professor lector Serra Húnter del Departament de Ciència de Materials i Química Física de la UB. «Els materials superhidrofòbics destaquen per la gran versatilitat, amb usos com l’autoneteja de superfícies o l’eliminació d’olis i dissolvents orgànics», continua.

Partícules superhidrofòbiques amb doble funcionalitat

En el marc de l’estudi, l’equip ha pogut preparar un conjunt de partícules que presenten dues cares, és a dir, dues regions amb diferents composicions químiques: són les partícules superhidrofòbiques de FeNi3/Al2O3 de tipus Janus. D’això, el paral·lelisme amb el déu romà Janus, una divinitat clàssica que es representa amb dos rostres.

«El fet que la partícula tingui dos dominis clarament diferenciats li confereix propietats multifuncionals, que permeten eliminar tres tipus de contaminants diferents: dissolvents orgànics, colorants estables i microplàstics», detalla la professora Núria Llorca. «Com que aquests materials presenten dues cares diferenciades, això fa possible que cadascuna actuï de manera diferent. Concretament, una té més afinitat amb els dissolvents orgànics i els microplàstics, ja que està funcionalitzada amb un compost anomenat àcid làuric», continua Rius. «En canvi, l’altra cara no presenta aquest compost, però permet la degradació ràpida i efectiva d’un colorant força estable. Aquestes dues característiques fan que el sistema en conjunt sigui capaç d’eliminar diferents tipus de contaminants».

Per obtenir aquests materials superhidrofòbics, en una primera etapa es forma un aliatge, en un procés que exigeix molta energia, per obtenir finalment uns materials químicament actius que sovint són difícils d’obtenir en altres condicions. La segona etapa consisteix en la funcionalització de la superfície per conferir-hi les noves propietats superhidrofòbiques. «L’etapa més complexa en el processament d’aquests materials és la funcionalització, ja que requereix una reacció química a la superfície amb una estructura de dimensions micro- i nanomètriques. A la vegada, un dels desafiaments metodològics és no emprar compostos fluorats, que sovint són tòxics, i, per tant, cal dirigir la recerca a l’ús de compostos més sostenibles d’origen natural», subratlla Llorca.

«En el futur, la possibilitat de combinar diferents composicions químiques en un únic material podria ampliar el camp d’aplicació d’aquests materials amb propietats superhidrofòbiques», conclou l’equip.

Rius-Ayra, Oriol; Llorca-Isern, Núria. «Superhydrophobic FeNi3/Al2O3 multifunctional hybrid Janus particles for the catalytic degradation of azo dye, oil/water separation and microplastics removal». Journal of Environmental Chemical Engineering, octubre de 2024. DOI: /10.1016/j.jece.2024.114419
Fichiers joints
  • Els investigadors Núria Llorca Isern i Oriol Rius , del Grup de Recerca de Caracterització i Processos en Ciència de Materials (CPCM) de la Facultat de Química de la Universitat de Barcelona.
  • El nou estudi descriu les propietats multifuncionals d’unes partícules de naturalesa superhidrofòbica per eliminar i degradar diversos contaminants en l’aigua.
Regions: Europe, Spain
Keywords: Science, Chemistry, Environment - science, Life Sciences, Health, Environmental health

Disclaimer: AlphaGalileo is not responsible for the accuracy of content posted to AlphaGalileo by contributing institutions or for the use of any information through the AlphaGalileo system.

Témoignages

We have used AlphaGalileo since its foundation but frankly we need it more than ever now to ensure our research news is heard across Europe, Asia and North America. As one of the UK’s leading research universities we want to continue to work with other outstanding researchers in Europe. AlphaGalileo helps us to continue to bring our research story to them and the rest of the world.
Peter Dunn, Director of Press and Media Relations at the University of Warwick
AlphaGalileo has helped us more than double our reach at SciDev.Net. The service has enabled our journalists around the world to reach the mainstream media with articles about the impact of science on people in low- and middle-income countries, leading to big increases in the number of SciDev.Net articles that have been republished.
Ben Deighton, SciDevNet
AlphaGalileo is a great source of global research news. I use it regularly.
Robert Lee Hotz, LA Times

Nous travaillons en étroite collaboration avec...


  • BBC
  • The Times
  • National Geographic
  • The University of Edinburgh
  • University of Cambridge
  • iesResearch
Copyright 2025 by DNN Corp Terms Of Use Privacy Statement