Nuevo sistema para retirar el mercurio del agua

El mercurio es una de las sustancias más dañinas para la salud humana. Puede influir en el sistema nervioso, el desarrollo del cerebro, y en muchos otros ámbitos. Es particularmente dañino para los niños y puede asimismo ser transmitido de la madre a su bebé durante el embarazo. Además, el mercurio se dispersa muy fácilmente por el entorno natural, y puede entrar en la cadena alimentaria.

No debe extrañarnos pues que el agua que ha sido contaminada con mercurio y otros metales pesados tóxicos sea una causa importante de daño medioambiental y de problemas de salud en todo el mundo.

La situación podría comenzar a cambiar gracias a la invención reciente de una forma totalmente nueva de limpiar el agua contaminada, a través de un proceso electroquímico.

Los resultados obtenidos en las pruebas con este nuevo sistema, demuestran que es capaz de reducir el contenido de mercurio en un líquido en más de un 99 por ciento. Esto puede situar al agua dentro los márgenes establecidos para el consumo humano seguro.

Cuando los iones de mercurio (morado claro) en un líquido se acercan a un electrodo de platino, son atraídos a la superficie de este, donde se ven reducidos a mercurio metálico. En el electrodo, los átomos de mercurio (morado oscuro) y los de platino (gris) dan forma a una aleación muy estable, y de este modo el mercurio se elimina del agua. (Imagen: Björn Wickman y Adam Arvidsson / Chalmers University of Technology)

En el nuevo método interviene una placa metálica (un electrodo), que une a ella metales pesados específicos. El electrodo está hecho del metal noble platino, y a través de un proceso electroquímico extrae el mercurio del agua para formar una aleación de los dos. De esta forma, el agua queda limpia de contaminación por mercurio. La aleación formada por los dos metales es muy estable, de modo que no hay riesgo de que el mercurio vuelva a entrar en el agua.

Una ventaja importante de la nueva técnica de limpieza es que el electrodo posee una muy alta capacidad. Cada átomo de platino puede enlazarse a cuatro átomos de mercurio. Además, estos últimos no solo se unen a la superficie, sino que también penetran más profundamente en el material, creando capas gruesas. Esto significa que el electrodo puede usarse durante un tiempo prolongado. Después de su uso, puede ser vaciado de una forma controlada. Posteriormente, se puede reciclar el electrodo y retirar el mercurio de forma segura. Otro aspecto positivo para este proceso es su elevada eficiencia energética.

Fortaleciendo al aluminio para que se parezca más al titanio

Hace dos décadas, el moldeado era considerado la única forma rentable de fabricar productos en masa. Hoy en día, las impresoras 3D para metal son un digno competidor de los métodos metalúrgicos. Las impresoras 3D tienen la oportunidad de reemplazar en el futuro los métodos tradicionales de producción metalúrgica. La impresión 3D proporciona toda una serie de ventajas, desde la creación de diseños más complicados hasta un coste más barato de la tecnología.

Actualmente, existen varias tecnologías que se emplean para imprimir metal. Las dos principales implican la superposición paulatina, capa a capa, de una "tinta" de polvo metálico, para construir con volumen la figura deseada, y utilizan un potente haz láser.

El titanio es el metal óptimo con el que fabricar productos en diversos campos industriales, pero sin embargo no se puede utilizar en impresión 3D debido al peligro de incendio y explosión de los polvos.

El aluminio es una alternativa, siendo ligero y moldeable. Sin embargo, por sí solo no es lo bastante robusto.

El equipo de Alexander Gromov ha ideado una técnica para robustecer al aluminio en la impresión 3D del mismo.

La nueva técnica es capaz de aumentar al doble la fortaleza de los materiales compuestos obtenidos por impresión 3D a partir de polvo de aluminio, así como de mejorar las características de estos productos, haciéndolas parecidas en diversos aspectos a las de las aleaciones de titanio.

Prototipo de coche de hidrógeno  

Investigadores del Instituto de Tecnología Química -centro mixto de la Universitat Politècnica de València y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)-, el Instituto de Materiales Avanzados de la Universidad Jaume I de Castelló y el Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea de la Universidad de Zaragoza-CSIC (España), han desarrollado y probado con éxito un prototipo a escala de coche que almacena y genera hidrógeno de forma segura y es capaz de utilizarlo como combustible.

HYPROSI usa un procedimiento patentado por los mismos investigadores que permite la producción eficiente, el almacenaje y transporte seguro de hidrógeno para su uso en celdas de combustible mediante el empleo de los denominados «líquidos orgánicos portadores de hidrógeno» (liquid organic hydrogen carriers o LOHC).

El líquido orgánico portador de hidrógeno es fruto de la combinación entre un silano y un alcohol que, en presencia de un catalizador, permite la generación de hidrógeno de manera rápida y controlada. La principal ventaja es que la producción de hidrógeno se realiza a presión atmosférica y a temperaturas incluso por debajo de los cero grados centígrados.

“Es un proceso versátil desde el punto de vista químico porque existen muchas combinaciones de hidrosilanos y alcoholes que pueden emplearse y se evitan los riesgos de seguridad derivados del almacenamiento del gas a elevada presión”, comenta el investigador José A. Mata, responsable del proyecto HYPROSI.

Prototipo a escala de un coche de hidrógeno. (Foto: UPV)

El hidrógeno se produce de forma rápida y eficaz controlándose mediante la utilización de catalizadores. Tanto los líquidos orgánicos empleados, como el catalizador, son estables y pueden utilizarse para producir hidrógeno durante largos periodos de tiempo. La generación controlada de hidrógeno permite su liberación en función de las necesidades del usuario y permitiría solucionar los problemas de seguridad que hoy en día presentan los vehículos existentes en el mercado, ya que estos almacenan el gas a alta presión.

En la prueba de concepto realizada con el prototipo (vehículo eléctrico) se ha conseguido un caudal de hidrógeno óptimo que actúa como fuente de alimentación de una pila de combustible. Esta pila transforma la energía almacenada en forma de hidrógeno en energía eléctrica que permite impulsar el vehículo. La ventaja de este tipo de pilas es que, al hacer reaccionar el hidrógeno y el oxígeno, el único subproducto que se produce es agua, este es el motivo por el cual el hidrógeno está considerado como una de las fuentes renovables más limpias del planeta.

“De esta manera aprovechamos la energía contenida en un líquido orgánico, demostrando su capacidad de almacenamiento y transformando la energía química en eléctrica gracias a la ruptura y formación de enlaces químicos intermoleculares. El próximo paso sería aplicarlo en un prototipo más grande, incluso en un coche de hidrógeno de verdad”, explica la investigadora de la UJI, María Pilar Borja.

Este nuevo procedimiento constituye un avance importante, ya que permite solucionar la problemática del almacenamiento y peligrosidad de la acumulación de gases en el automóvil, siendo únicamente líquidos los componentes a tener en cuenta dentro del sistema. Por ello, la recarga del líquido orgánico en el vehículo podría darse de la misma manera que se reposta un automóvil movido con combustibles fósiles.

“Los resultados que hemos obtenido en estas pruebas son muy positivos. Ahora bien, hemos de seguir trabajando para que esta investigación llegue al mercado de los automóviles. Para ello, nuestro próximo reto sería mejorar la eficiencia de la recuperación del silano de partida, así como aumentar la cantidad de hidrógeno que almacena este silano, que en los estudios llevados a cabo es del 6 % en peso”, apunta Hermenegildo García, investigador del Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC). 

(Fuente: UPV/DICYT)

Colega, ¿dónde está mi Nobel?

Hola a todo@s, os pongo el enlace del vídeo Colega, ¿dónde está mi Nobel?" de Beatriz Sevilla, fisica y comunicadora científica.

Video muy interesante que habla sobre las mujeres que merecían tener un nobel y no se lo dieron por el hecho de ser mujer. Espero que os guste.

PARA VER EL VÍDEO PINCHA AQUÍ

Impresionante foto de un átomo 

Si haces un acercamiento al centro de la imagen sobre estas líneas verás algo que quizás nunca pensaste que serías capaz de ver: un átomo. Aquí tienes otra imagen en primer plano, si todavía no lo encuentras:

Este átomo de estroncio está emitiendo luz después de haber sido impactado por un láser.

Impresionante vista de un arcoiris circular

Una especie interestelar del carbono se ‘domestica’ en el laboratorio

El carbono tiene la capacidad de unir cuatro átomos o moléculas diferentes para formar estructuras estables. Dentro de las distintas especies del carbono figuran los carbinos, que presentan una característica única: tres de sus cuatro ‘espacios’ (o valencias) quedan libres, listos para formar nuevos enlaces.

Esto los convierte en una especie química muy reactiva e inestable, muy difícil de sintetizar y utilizar en los laboratorios, aunque sí se encuentra en el espacio. De hecho, fue la primera molécula descubierta en el espacio interestelar en los años 30. Está formada por el átomo de carbono y un hidrógeno, y se considera uno de los ingredientes básicos para la vida.

Esta especie interestelar ha inspirado ahora a un equipo internacional liderado por el español Marcos García Suero, del Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ) (Catalunya, España), para lograr transformaciones químicas sin precedentes: han descubierto cómo controlar los reactivos carbinos y utilizarlos para ensamblar nuevas moléculas. El avance se publica en la revista Nature.

“Hemos logrado controlar cómo se generan equivalentes directos y controlables de los carbinos, una especie inexplorada nueva y muy versátil,” explica García Suero. Para preparar los carbinos, los investigadores utilizan LED y unos catalizadores que capturan la luz de forma muy eficiente y hacen posible la generación de estas moléculas reactivas. “Los carbinos nos han permitido desarrollar un concepto sintético inexplorado, con un futuro muy prometedor para el descubrimiento de fármacos o materiales,” añade.

Las tres valencias libres de los carbinos implican que tres electrones están dispuestos a formar nuevos enlaces, lo que los convierte en una una navaja suiza para la síntesis de nuevas moléculas. Los carbinos permiten crear moléculas quirales de manera rápida y sostenible, algo clave para el desarrollo de nuevos fármacos.

La síntesis de nuevos fármacos presenta un cuello de botella: es difícil modificar moléculas complejas ‘ya terminadas’. “Es complicado añadirle cebolla a una tortilla que acabas de cocinar,” bromea García Suero. “Sin embargo, gracias a los carbinos, podemos ensamblar estructuras químicas complejas muy fácilmente,” dice. Utilizando esta novedosa técnica, los químicos del ICIQ han modificado varios medicamentos comerciales como la duloxetina (antidepresivo), el ibuprofeno (antinflamatorio), el taxol (antitumoral) o el fingolimod (el primer tratamiento oral para la esclerosis múltiple).

Los carbinos están inspirados en la astroquímica de los años 30.
 (Foto: © Ella Maru Studio, Inc.)

Jesús Jiménez Barbero, presidente de la Real Sociedad Española de Química (RSEQ) opina que “Marcos y su equipo han desarrollado un protocolo elegante e ingenioso para crear, a voluntad, centros quirales en anillos aromáticos.” “Esta metodología —añade– puede permitir preparar moléculas muy complejas como fármacos, por ejemplo.”

Miquel A. Pericàs, director del ICIQ, resalta orgulloso el éxito del ‘Starting Career Programme’ del instituto: “Gracias a la financiación de la Fundación CELLEX y el programa de excelencia Severo Ochoa, conseguimos que jóvenes investigadores como Marcos lancen su carrera como investigadores independientes,” dice Pericàs. “Su nuevo artículo en Nature cambia la manera de entender la química” añade. (Fuente: ICIQ)