Ensamblaje Automatico de Nanoparticulas en Bolsas Para Atrapar Gotas de Petroleo

En un desarrollo que podría llevar a nuevas tecnologías para limpiar los vertidos de petróleo y las aguas subterráneas contaminadas, unos científicos de la Universidad Rice han demostrado cómo diminutas partículas de metal y carbono en forma de vara, pueden atrapar las gotas de petróleo en el agua ensamblándose espontáneamente para confeccionar bolsas.

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Se comprobó que las diminutas partículas se congregaban espontáneamente por decenas de millones formando bolsas esféricas tan grandes como de casi medio centímetro de diámetro, alrededor de las gotas de petróleo, u otros líquidos oleaginosos en el agua. Además, los científicos encontraron que podían utilizar la luz ultravioleta y los campos magnéticos para invertir la posición de las nanopartículas, produciendo que al instante las bolsas se volvieran del revés y liberaran su carga, una característica que podría ser útil también para liberar medicamentos en puntos muy precisos del interior del cuerpo.

Las nanovarillas multisegmentadas se fabricaron conectando dos nanomateriales con propiedades diferentes, de forma semejante a como se pega una goma de borrar al extremo de un lápiz de madera. En el estudio, los investigadores empezaron con nanotubos de carbono (tubos huecos de carbono puro y dimensiones nanométricas). Sobre los nanotubos, agregaron cortos segmentos de oro. Añadiendo varios otros segmentos, como secciones de níquel u otros materiales, los investigadores pueden crear verdaderas nanoestructuras multifuncionales.

La tendencia de estas nanovarillas a ensamblarse en las mezclas de agua-petróleo deriva de la química básica. El extremo de oro de la vara es afín al agua, es decir hidrófilo, mientras el extremo de carbono la repele, o sea que es hidrófobo.

Las delgadas bolsas que rodean todas las células vivientes están formadas por conjuntos de sustancias químicas hidrófilas e hidrófobas, y las estructuras semejantes a bolsas creadas durante este estudio son similares.

Pulickel Ajayan, Fung Suong Ou y Shaijumon Manikoth demostraron que las gotas de petróleo suspendidas en el agua son encapsuladas debido a la tendencia de las estructuras de las bolsas a alinear su extremo de carbono hacia el petróleo. Invirtiendo las condiciones (suspendiendo gotas de agua en petróleo) el equipo pudo hacer que el extremo de oro se orientara hacia adentro y encapsulara al agua.

Para las gotas de petróleo suspendidas en el agua, las esferas adquieren un color ligeramente amarillo debido a los extremos de oro expuestos. Con las gotas de agua, las esferas cobran una tonalidad oscura debido a que destacan más los nanotubos negros.