La contaminación del agua es un problema global que afecta a millones de personas en todo el mundo. Los contaminantes, como los metales pesados, las bacterias y los productos químicos, pueden causar enfermedades graves, incluso la muerte.
En un esfuerzo por abordar esta crisis, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de Estados Unidos, junto con la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago y la Universidad de Wisconsin-Milwaukee, han desarrollado una nueva tecnología de sensores que podría revolucionar el monitoreo de la calidad del agua.
Los sensores, que están hechos de una capa de grafeno de un solo átomo de espesor, pueden detectar simultáneamente tres contaminantes comunes en el agua: plomo, mercurio y E. coli.
Una innovación clave de este nuevo sensor es su capacidad para detectar dispositivos defectuosos antes de la producción en masa. Esto es importante porque los sensores defectuosos pueden dar resultados inexactos, lo que podría poner en peligro la salud pública.
Para detectar dispositivos defectuosos, los investigadores utilizaron un método que consiste en medir la respuesta eléctrica de la capa aislante del sensor mientras está sumergido en agua.
Los resultados de las pruebas mostraron que el método es eficaz para identificar defectos estructurales en las capas aislantes. Esto permite a los fabricantes rechazar los sensores defectuosos antes de que salgan al mercado.
El equipo también demostró que los sensores pueden usarse para detectar contaminantes en agua corriente. Utilizaron una matriz de tres sensores para detectar plomo, mercurio y E. coli en muestras de agua del grifo.
Los resultados mostraron que los sensores pueden cuantificar los niveles de contaminantes hasta partes por mil millones, incluso en presencia de elementos que interfieren.
Los sensores desarrollados por este equipo tienen el potencial de revolucionar el monitoreo de la calidad del agua. Podrían usarse para detectar contaminantes en una variedad de fuentes de agua, incluidas aguas residuales, agua potable y agua de mar.
Esto podría ayudar a proteger la salud pública y garantizar que todos tengan acceso a agua limpia y segura.
Impacto potencial de los sensores
Los sensores desarrollados por este equipo tienen el potencial de tener un impacto significativo en una serie de áreas, incluidas:
- Salud pública: Los sensores podrían usarse para detectar contaminantes en el agua potable, lo que ayudaría a proteger a las personas de enfermedades transmitidas por el agua.
- Protección del medio ambiente: Los sensores podrían usarse para detectar contaminantes en aguas residuales y aguas superficiales, lo que ayudaría a proteger el medio ambiente.
- Reutilización del agua: Los sensores podrían usarse para evaluar la calidad del agua tratada, lo que ayudaría a garantizar que el agua reutilizada sea segura para su uso.
Desafíos y oportunidades
Si bien los sensores desarrollados por este equipo tienen el potencial de ser una herramienta valiosa para la protección de la salud pública y el medio ambiente, aún existen algunos desafíos que deben abordarse.
Uno de los desafíos es el costo de fabricación de los sensores. Los investigadores están trabajando para reducir el costo de fabricación para que los sensores sean más asequibles.
Otro desafío es la estabilidad de los sensores a largo plazo. Los investigadores están trabajando para mejorar la estabilidad de los sensores para que puedan usarse durante períodos de tiempo prolongados.
Los sensores desarrollados por este equipo son una innovación importante en el campo del monitoreo de la calidad del agua. Tienen el potencial de tener un impacto significativo en una serie de áreas, incluidas la salud pública, la protección del medio ambiente y la reutilización del agua.
Los investigadores están trabajando para superar los desafíos que aún existen para que los sensores sean más asequibles y estables. Si tienen éxito, estos sensores podrían tener un impacto transformador en la forma en que monitoreamos la calidad del agua.