Científicos de Stanford crean un polvo reciclable que desinfecta el agua de forma rápida y económica mediante la luz solar

Investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado un polvo reciclable de bajo coste que, cuando se expone a la luz solar ordinaria, tiene la capacidad de eliminar miles de bacterias transmitidas por el agua por segundo. Este avance, publicado en la revista Nature Water, podría tener un impacto significativo en las comunidades que carecen de acceso a agua potable segura, beneficiando a aproximadamente el 30% de la población mundial.

Según los científicos, al menos 2.000 millones de personas en todo el mundo consumen regularmente agua contaminada con microorganismos patógenos, lo que provoca enfermedades y, en muchos casos, la muerte, especialmente en niños menores de 5 años. El equipo de investigación, liderado por el coautor del estudio Tong Wu, antiguo becario postdoctoral de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Escuela de Ingeniería de Stanford, cree que su innovadora tecnología puede revolucionar la desinfección del agua y servir de inspiración para futuros avances en este campo interdisciplinario.

A diferencia de las tecnologías convencionales de tratamiento de agua que utilizan productos químicos o luz ultravioleta, el nuevo desinfectante desarrollado en Stanford consiste en un polvo metálico inofensivo que absorbe tanto la luz ultravioleta como la luz visible de alta energía del sol. El polvo está compuesto por escamas nanométricas de óxido de aluminio, sulfuro de molibdeno, cobre y óxido de hierro.

Cuando el polvo se sumerge en agua y es expuesto a la luz solar, el catalizador de sulfuro de molibdeno y cobre actúa como un semiconductor, liberando electrones que reaccionan con el agua circundante para producir peróxido de hidrógeno y radicales hidroxilo. Estas sustancias químicas recién formadas son altamente destructivas para las bacterias, ya que dañan sus membranas celulares y las eliminan rápidamente.

En las pruebas realizadas, los investigadores utilizaron un vaso de 200 mililitros de agua contaminada con aproximadamente un millón de bacterias "E. coli" por mililitro. Al agitar el polvo en el agua y exponerlo a la luz solar real, en tan solo 60 segundos no se detectaron bacterias vivas.

El polvo nanométrico tiene la capacidad de desplazarse rápidamente y entrar en contacto con numerosas bacterias, lo que acelera el proceso de desinfección. Además, los subproductos químicos generados se disipan rápidamente, lo que permite que el agua tratada sea segura para el consumo inmediato.

Otra ventaja de este polvo innovador es su reciclabilidad. El óxido de hierro presente en su composición permite que las nanoesferas sean fácilmente removidas del agua mediante un imán común. Durante el estudio, los investigadores utilizaron este método magnético para recolectar el mismo polvo hasta 30 veces y tratar 30 muestras diferentes de agua contaminada.

El profesor Yi Cui, catedrático fundador de MSE y de Ciencia e Ingeniería de la Energía en la Escuela Doerr de Sostenibilidad de Stanford y autor principal del estudio, mencionó que este polvo reciclable podría ser especialmente útil para excursionistas, mochileros y plantas de tratamiento de aguas residuales. En el caso de los excursionistas, podrían llevar consigo una pequeña cantidad de polvo y un imán para obtener agua potable durante sus viajes al aire libre. En el ámbito de las plantas de tratamiento de aguas residuales, el polvo podría reemplazar las lámparas UV, lo que permitiría utilizar la luz solar visible de manera más rápida y eficiente, además de ahorrar energía.

El equipo de investigación en Stanford señala que los nanofolios pulverulentos son fáciles de fabricar y pueden ser producidos en grandes cantidades en poco tiempo, lo que ofrece una solución escalable y accesible para mejorar el acceso al agua potable en todo el mundo.

Este emocionante avance en la desinfección del agua abre nuevas posibilidades para combatir las enfermedades transmitidas por el agua y mejorar la calidad de vida de millones de personas en todo el mundo.