Membrana filtrante respetuosa con el medio ambiente que hace inofensivos a los virus
La nueva membrana filtrante es muy eficaz para filtrar e inactivar una gran variedad de virus transmitidos por el aire y el agua: Una empresa derivada de la ETH tiene la patente de esta nueva tecnología
Los virus pueden propagarse no sólo a través de gotas o aerosoles, como el nuevo coronavirus, sino también en el agua. De hecho, algunos patógenos potencialmente peligrosos de enfermedades gastrointestinales son virus transmitidos por el agua.
Una nueva membrana filtrante elimina los virus del agua y hace que el agua potable sea segura (imagen simbólica)
pixabay.com
Hasta la fecha, estos virus se han eliminado del agua mediante nanofiltración u ósmosis inversa, pero con un alto coste y un grave impacto en el medio ambiente. Por ejemplo, los nanofiltros para virus se fabrican con materias primas derivadas del petróleo, mientras que la ósmosis inversa requiere una cantidad de energía relativamente grande.
Se desarrolla una membrana respetuosa con el medio ambiente
Ahora, un equipo internacional de investigadores dirigido por Raffaele Mezzenga, catedrático de alimentación y materiales blandos de la ETH de Zúrich, ha desarrollado una nueva membrana de filtrado de agua que es muy eficaz y respetuosa con el medio ambiente. Para fabricarla, los investigadores han utilizado materias primas naturales.
La membrana filtrante funciona según el mismo principio que Mezzenga y sus colegas desarrollaron para eliminar los metales pesados o preciosos del agua. Crean la membrana utilizando proteínas de suero desnaturalizadas que se ensamblan en diminutos filamentos llamados fibrillas amiloides. En este caso, los investigadores han combinado este andamiaje de fibrillas con nanopartículas de hidróxido de hierro (Fe-O-HO).
La fabricación de la membrana es relativamente sencilla. Para producir las fibrillas, las proteínas del suero derivadas del procesamiento de la leche se añaden al ácido y se calientan a 90 grados Celsius. Esto hace que las proteínas se extiendan y se unan entre sí, formando fibrillas. Las nanopartículas pueden producirse en el mismo recipiente de reacción que las fibrillas: los investigadores elevan el pH y añaden sal de hierro, lo que hace que la mezcla se "desintegre" en nanopartículas de hidróxido de hierro, que se adhieren a las fibrillas amiloides. Para esta aplicación, Mezzenga y sus colegas utilizaron celulosa como soporte de la membrana.
Esta combinación de fibrillas amiloides y nanopartículas de hidróxido de hierro convierte a la membrana en una trampa muy eficaz y eficiente para diversos virus presentes en el agua. El óxido de hierro con carga positiva atrae electrostáticamente a los virus con carga negativa y los inactiva. Las fibrillas amiloides por sí solas no podrían hacerlo porque, al igual que las partículas víricas, también están cargadas negativamente a pH neutro. Sin embargo, las fibrillas son la matriz ideal para las nanopartículas de óxido de hierro.
Varios virus eliminados con gran eficacia
La membrana elimina una amplia gama de virus transmitidos por el agua, como los adenovirus sin envoltura, los retrovirus y los enterovirus. Este tercer grupo puede causar peligrosas infecciones gastrointestinales, que matan cada año a cerca de medio millón de personas, a menudo niños pequeños de países en desarrollo y emergentes. Los enterovirus son extremadamente duros y resistentes a los ácidos y permanecen en el agua durante mucho tiempo, por lo que la membrana filtrante debería ser especialmente atractiva para los países más pobres como forma de ayudar a prevenir estas infecciones.
Además, la membrana también elimina del agua los virus de la gripe H1N1 e incluso el nuevo virus SARS-CoV-2 con gran eficacia. En las muestras filtradas, la concentración de los dos virus estaba por debajo del límite de detección, lo que equivale a una eliminación casi completa de estos patógenos.
"Somos conscientes de que el nuevo coronavirus se transmite predominantemente a través de gotitas y aerosoles, pero de hecho, incluso a esta escala, el virus requiere estar rodeado de agua. El hecho de que podamos eliminarlo con gran eficacia del agua subraya de forma impresionante la amplia aplicabilidad de nuestra membrana", afirma Mezzenga.
Aunque la membrana está diseñada principalmente para su uso en plantas de tratamiento de aguas residuales o de agua potable, también podría utilizarse en sistemas de filtración de aire o incluso en mascarillas. Al estar compuesta exclusivamente por materiales ecológicos, podría ser simplemente compostada después de su uso, y su producción requiere un mínimo de energía. Estas características le confieren una excelente huella medioambiental, como también señalan los investigadores en su estudio. Como la filtración es pasiva, no requiere energía adicional, lo que hace que su funcionamiento sea neutro en cuanto a emisiones de carbono y que pueda utilizarse en cualquier contexto social, desde las comunidades urbanas hasta las rurales.
Además del laboratorio de Mezzenga, han participado en el trabajo científicos de varias universidades suizas, entre ellos especialistas en virus de las Universidades de Zúrich, Lausana y Ginebra, la EPFL, la Universidad de Cagliari y la spin-off de la ETH BluAct, que tiene la patente de esta nueva tecnología.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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