Diseñan superficies de grafeno para capturar contaminantes

Científicos del Instituto de Física de la UNAM además trabajan con fullerenos para encapsular fármacos radiactivos y dirigirlos a tejidos específicos.
Exploran la posibilidad de encapsular fármacos radiactivos en fullerenos y dirigirlos a tejidos específicos.
Exploran la posibilidad de encapsular fármacos radiactivos en fullerenos y dirigirlos a tejidos específicos. (Archivo)

México/Washington

Investigadores del Instituto de Física (IF) de la UNAM, encabezados por Luis Fernando Magaña, diseñan superficies de grafeno para adsorber contaminantes como el monóxido (CO) y el dióxido de carbono (CO2); fullerenos para encapsular fármacos radiactivos y dirigirlos a tejidos específicos, y nanotubos de carbono para almacenar combustibles como hidrógeno o agua.

“Lo hacemos a nivel teórico, por medio de cálculo numérico, con apoyo de la Coordinación de Supercómputo de la Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación de la UNAM”, aclaró Magaña, ex director de la Facultad de Ciencias.

Hasta la fecha se conocen cinco formas alotrópicas del carbono: el diamante, los fullerenos, los nanotubos de carbono, los carbinos y el grafito, del cual se obtiene un sexto material conocido como grafeno, por cuyo descubrimiento los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov obtuvieron el Premio Nobel de Física en 2010.

Atrapagases

Magaña, quien ha publicado trabajos sobre adsorción de contaminantes tales como el hexafluoruro de azufre (subproducto de la industria del aluminio) y el monóxido y el dióxido de carbono, también diseña superficies de grafeno para capturar estos compuestos y así usar dicho material para limpiar la atmósfera o algún ambiente específico.

“El hexafluoruro de azufre es 100 mil veces más poderoso como contaminante que el dióxido de carbono y puede permanecer en la atmósfera hasta 3 mil años”, comentó Magaña.

A partir de sus estudios teóricos ha predicho que el grafeno con titanio es capaz de adsorber el ácido sulfúrico que emiten las industrias a la atmósfera y que al caer genera la lluvia ácida que corroe vidrio, metales y la piel de las personas.

“Además, permite fisisorber y quimisorber (absorver física y químicamente) el CO2 y el CO, así como el metano, para retirarlos de la atmósfera”, añadió.

En esa línea de investigación, los científicos universitarios estudian cómo anclar semifullerenos y seminanotubos de carbono en grafeno, y usarlo con una semicaña partida por el eje para poner en ella átomos de titanio, lo que genera una superficie extendida capaz de atrapar partículas contaminantes.

De igual modo, Magaña ha corroborado teóricamente que, al interactuar con un átomo de titanio, un buckminsterfullereno (un tipo de fullereno conocido como C60) partido a la mitad rompe el ozono en un átomo y una molécula de oxígeno puro, lo que potencialmente puede servir para eliminar ese gas contaminante de la atmósfera de la Ciudad de México.

Otras aplicaciones

Magaña y sus colaboradores además exploran la posibilidad de encapsular fármacos radiactivos en fullerenos y dirigirlos a tejidos específicos.

Para tratar el cáncer de tiroides, por ejemplo, se inyecta al paciente yodo radiactivo, alojado de manera natural en esa glándula y desde ahí bombardea al tumor.

“Al encapsular yodo radiactivo en un buckminsterfullereno y ponerle átomos de calcio por fuera, podemos lograr que dicho material se fije con su carga activa en un hueso con cáncer o que, decorándolo convenientemente con otros átomos, se dirija a tejidos específicos”, explicó el científico.

Por otro lado, los investigadores universitarios analizan las posibilidades del grafeno y de nanotubos de carbono con átomos de titanio y otros elementos con el fin de almacenar hidrógeno y agua, importantes en los ámbitos energético y agrícola.

Magaña ha utilizado titanio porque es una sustancia catalítica por excelencia, no causa rechazo en el cuerpo humano (se emplea en prótesis) y es más barato que el paladio, el platino o el oro.

Debe tenerse en cuenta que entre la predicción teórica y el desarrollo experimental se abre siempre una brecha. “Al dar a conocer las leyes de la mecánica clásica en el siglo XVII, Newton ya predecía la posibilidad de enviar un proyectil a la Luna. Desde el punto de vista conceptual, eso ya estaba predicho y resuelto, pero faltaba formar ingenieros, invertir y desarrollar tecnologías para enviar un cohete espacial y llegar al espacio.

“Algo semejante ocurre con el desarrollo de la física teórica de superficies de carbono, proporciones guardadas, aunque la brecha tecnológica es inmensamente menor”, finalizó Magaña.

Nueva misión de la NASA en Marte

La NASA tiene todo listo para lanzar hoy un cohete Atlas 5 que transportará la cápsula Maven en una misión destinada a descubrir cómo Marte perdió su atmósfera.

Los meteorólogos de la agencia espacial de EU señalaron que se mantienen en 60 por ciento las probabilidades de condiciones propicias para el lanzamiento desde la Estación de la Fuerza Aérea en Cabo Cañaveral, Florida, programado para las 18:28 horas (GMT).

La cápsula, cuyo nombre corresponde a la sigla en inglés de Evolución Atmosférica y Volátil de Marte, demorará 10 meses en llegar a orbitar el planeta rojo.

El periodo propicio para el lanzamiento se extiende desde mañana hasta el 15 de diciembre. Si no se puede hacer el lanzamiento dentro de este periodo, Maven deberá esperar 26 meses para la alineación adecuada de la Tierra y Marte.

Miles de millones de años atrás, según los astrónomos, Marte fue un planeta cálido con una atmósfera densa y grandes volúmenes de agua en la superficie.

El explorador “Curiosity” de la NASA encontró este año en el suelo marciano un sitio que puede haber sustentado la vida de microbios en ese pasado remoto, pero con los milenios Marte perdió la mayor parte de su atmósfera y ahora tiene una densidad equivalente a apenas 1 por ciento de la que tiene la terrestre.