Un equipo de investigación ha diseñado un material híbrido que usa la energía de la luz para degradar diversos contaminantes en el agua, incluidas las persistentes PFAS. El trabajo, publicado en Materials Today, combina marcos covalentes orgánicos (COF) con una película de nitruro de boro hexagonal (hBN) para crear una superficie fotocatalítica sin metales.
Los COF aportan porosidad y una gran área superficial, cualidades útiles para reacciones fotoinducidas. Cuando la luz incide sobre el COF, algunos electrones se excitan y dejan huecos; la separación de estas cargas favorece reacciones químicas de degradación. Los investigadores cultivaron el COF directamente sobre la película de hBN y utilizaron ingeniería de defectos —rayado microscópico del hBN— para anclar y hacer crecer el COF. La interfaz entre ambos materiales dirige electrones y huecos en direcciones distintas, lo que produce el efecto de limpieza y evita que las cargas queden atrapadas.
En ensayos prácticos, el equipo empleó reactores de agua en flujo vertical y horizontal que reproducen las configuraciones de plantas de tratamiento; el material mostró un rendimiento consistente durante ciclos repetidos y mantuvo su estructura y estabilidad. Los autores destacan que una superficie conectada, ligera y libre de metales puede tratar varios contaminantes difíciles y acercar la tecnología a soluciones prácticas y de bajo costo.
El estudio contó con la participación de otros investigadores de Rice y de la University of Florida, y recibió apoyo de la National Science Foundation, del centro RISING en Rice y de la Welch Foundation.
Palabras difíciles
- marco covalente orgánico — red porosa de moléculas unidas químicamentemarcos covalentes orgánicos
- nitruro de boro hexagonal — material cristalino en capas usado en recubrimientos
- fotocatalítico — que provoca reacciones químicas al absorber luzfotocatalítica
- porosidad — cantidad o espacio de poros en un material
- ingeniería de defectos — modificación controlada de imperfecciones en un material
- interfaz — superficie común donde se encuentran dos materiales
- degradar — descomponer una sustancia en componentes menos dañinos
Consejo: pasa el cursor, enfoca o toca las palabras resaltadas en el artículo para ver definiciones rápidas mientras lees o escuchas.
Preguntas de discusión
- ¿Qué ventajas prácticas ofrece una superficie fotocatalítica ligera y libre de metales para plantas de tratamiento de agua?
- Aunque el artículo menciona rendimiento consistente y estabilidad, ¿qué pruebas adicionales pedirías antes de usar este material a gran escala?
- La eliminación de PFAS es un desafío ambiental. ¿Cómo cambiaría la gestión del agua su capacidad para degradar estos compuestos?
Artículos relacionados
Un dispositivo con IA ayuda a diagnosticar autismo en Missouri
Investigadores de la University of Missouri probaron CanvasDx, un dispositivo aprobado por la FDA que usa IA y datos del paciente para apoyar a médicos de atención primaria. El estudio muestra diagnósticos más rápidos y ahorro de desplazamientos.
Iniciativa en Ecuador contra la desinformación electoral
Un grupo en Ecuador revivió una sección local de Hacks Hackers y organizó una conferencia y un hackathon para combatir la desinformación electoral con tecnología. Tres equipos ganaron premios y recibirán mentoría para continuar sus prototipos.
Detección de Anopheles stephensi en Madagascar con IA y fotos ciudadanas
Investigadores usaron inteligencia artificial y fotos enviadas por ciudadanos para identificar lo que creen fue la primera detección de Anopheles stephensi en Madagascar. La imagen fue tomada en 2020 y revisada años después.
