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El elevado desarrollo de la nanotecnología ha hecho que cada año se produzcan miles de toneladas de nanopartículas, pero sin embargo existe un bajo conocimiento sobre sus posibles impactos negativos en las salud de las personas y el medio ambiente.

Investigadores de la UCO han desarrollado sensores fluorescentes para detectar nanopartículas nocivas en el medio ambiente
Fibras con nanopartículas de plata. Foto: ZEISS Microscopy (cc)

Las nanopartículas, imperceptible al ojo humano, son tan pequeñas que en cada cabello humano cabrían decenas de miles de ellas. Hasta hace unas décadas, no había gran conocimiento en torno a estas partículas nanométricas. Ahora, el elevado desarrollo de la nanotecnología ha motivado que se produzcan miles de tonelada al año. Ante este auge y las posibles implicaciones medioambientales de estos materiales nanoscópicos, la Universidad de Córdoba ha desarrollado una serie de sensores nanométricos inocuos y biocompatibles con los que determinar y cuantificar otras nanopartículas tóxicas acumuladas en los recusos naturales y los organismos.

La nanotecnología ha motivado un gran desarrollo de nanomateriales en campos tan diversos como las ciencias de la salud, la cosmética o la electrónica en los últimos años. En el campo sanitario, por ejemplo, se han empezado a diseñar fármacos, instrumentales médicos y equipos analíticos que incorporan objetos a escala nanométrica. Los nanomateriales también son muy útiles en electrónica porque su mayor área superficial permite crear dispositivos con más capacidad de almacenamiento de datos, rapidez en el procesado o menor consumo de energía, e incluso ha llegado al consumidor en forma de cosméticos, protectores solares y ropa.

Sin embargo, todo este rápido desarrollo contrasta con el bajo conocimiento toxicológico que se tiene sobre su impacto en la salud y el medio ambiente. El comité científico de los riesgos sanitarios emergentes y recientemente identificados (CCRSERI), dependiente de la Comisión Europea, considera que los métodos actuales para evaluar muchos de los riesgos derivados de productos y procesos que incorporan nanopartículas, aunque adecuados, son probablemente insuficientes. Por ello, la CE aboga por crear nuevas metodologías que consigan determinar las propiedades físicas y químicas de las nanopartículas y evaluar el riesgo potencial en sistemas vivos y en el medio ambiente.

Línea de investigación

En esta línea, un equipo de científicos del departamento de Química Analítica de la Universidad de Córdoba y el Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario ceiA3 ha desarrollado con éxito el uso de un tipo de nanopartículas no nocivas y compatibles con el medio ambiente, los Carbon Dots, como nanosensores fluorescentes.

Estos nuevos nanomateriales de carbono se conocieron por primera vez en 2004 como una excelente alternativa a los nocivos Quantum Dots, que fueron muy empleados en multitud de aplicaciones hasta descubrir su toxicidad al contener elementos pesados. No son las únicas nanopartículas nocivas que se conocen; también están las nanotubos de carbono o las nanopartículas metálicas (oro y plata) y de titanio, entre otras.

Existen ciertos inconvenientes relacionados con la toxicidad de estos nanomateriales, como por ejemplo la similitud de los nanotubos a las perjudiciales fibras de asbesto

Los nanotubos de carbono son muy utilizados en textiles, baterías y electrónica, mientras que las nanopartículas metálicas se usan con frecuencia en cosméticos, comidas, productos farmacéuticos o en la industria textil. Las nanopartículas de plata incluso se han llegado a usar como agente antimicrobiano y para la eliminación del olor en calcetines.

La industria valora la enorme utilidad que presentan todos estos nanomateriales, aunque existen ciertos inconvenientes relacionados con la toxicidad, como por ejemplo la similitud de los nanotubos a las fibras de asbesto, que son fácilmenter inhaladas y desplazadas por el cuerpo hasta los pulmones causando severas enfermedades respiratorias.

Tras la producción creciente de nanotubos para multitud de aplicaciones, los científicos están haciendo un llamamiento para crear herramientas sencillas que evalúen la acumulación de estos en el medio ambiente y organismos vivos.

Por ello, el equipo de investigación de la UCO se ha centrado en el uso de los Carbon Dots como sensores fluorescentes selectivos de estas nanopartículas en el medio ambiente, analizando aguas de los ríos. “Son necesarios nuevos métodos de detección y cuantificación de nanotubos de carbono debido a que se producen actualmente miles de toneladas al año y, en un plazo de veinte o treinta años, su acumulación puede llegar a ser un riesgo severo para la salud y el medio ambiente”, explica Angelina Cayuela, una de las investigadoras de la UCO que ha trabajado en el proyecto.

Los investigadores han publicado los resultados de estas investigaciones en las revistas Sensor and Actuators B: Chemimal y Analytica Chimica Acta.

El objeto de dar a conocer los resultados de esta investigación es acercar estas metodologías a las diferentes industrias interesadas. “Estamos especialmente satisfechos con los resultados que arrojan estos sensores fluorescentes en agua de río, en mejillones y en cosméticos”, explica Cayuela. Estos sistemas podrían ser de utilidad para empresas dedicadas al tratamiento de aguas o a la creación de productos de belleza.

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