Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias Integradas para los Materiales Celulares (Universidad de Kyoto), del Departamento de Ciencia e Ingeniería Macromolecular (Instituto de Tecnología de Kioto), en Japón, y del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular (Universidad de Notre Dame), de Estados Unidos, publicaba recientemente en la revista Communications Materials, perteneciente a la publicación científica Nature Research Journals, los resultados de una investigación en el campo de la filtración del agua. Se trata de un nuevo método para filtrar «productos farmacéuticos y de cuidado personal» (o PPCP por sus siglas en inglés) presentes en las aguas residuales en muy bajas concentraciones, que por ello escapan a los métodos de filtración existentes o ni siquiera son detectados.

La disolución de estos PPCP en el agua supone una contaminación cuyas consecuencias todavía desconocemos y que, aunque solo sea por prevención, es sin duda deseable eliminar. En este sentido, hasta la fecha, las investigaciones proponían el uso de materiales microporosos para la adsorción de esos productos químicos —la adsorción, al contrario que la absorción, se produce a escala molecular. Sin embargo, tal como leemos en el estudio, ese tipo de material «demuestra el rendimiento a una concentración superior a la real del agua ambiental, debido a la ausencia de métodos de detección eficaces [para concentraciones menores]», y lo hace sin interferencia de otros componentes que inevitablemente se encuentran en el agua en condiciones reales. Precisamente por ello, los científicos han dado con una «membrana de poros en red» (PNM en inglés) que elimina y detecta simultáneamente los PPCP «a nivel de trazas», es decir, en bajísimas concentraciones.

Las PNM se diseñan a través de la interconexión de adsorbentes dentro de matrices poliméricas construidas a partir de poliedros organometálicos (o compuestos en los que los átomos de carbono forman enlaces covalentes con un átomo metálico), que resultan en «redes porosas continuas y sintonizables» de acuerdo con las moléculas de los PPCP. Las pruebas que han llevado a cabo los investigadores, con muestras de agua que contenían 13 contaminantes, demostraron la capacidad de las membranas de poros de adsorber selectivamente los PPCP y, por tanto, de asegurar su «eliminación y, posteriormente, liberarlos en la solución de análisis para su detección».

El estudio asegura que las membranas de poros en red tienen dos componentes o «fases continuas interpenetradas»: la matriz polimérica organometálica que les confiere estabilidad mecánica y la parte porosa creada a través de la interconexión de «rellenos adsorbentes microporosos», cuyo diseño permite ajustar la «selectividad molecular» para atrapar eficazmente las moléculas objetivo.

En conclusión, según asegura el documento de la investigación, las PNM «superan a todos los demás sistemas de control y muestran una capacidad de adsorción mejorada y una selectividad sintonizable hacia fármacos específicos». O en declaraciones del director del proyecto, Shuhei Furukawa, del Instituto de Ciencias Integradas para los Materiales Celulares de la Universidad de Kioto, «hemos desarrollado nuevos materiales de membrana que pueden detectar y eliminar simultáneamente contaminantes a nivel de trazas». Hasta este momento, el tratamiento del agua se llevaba a cabo, normalmente, en dos pasos: uno para la detección y otro para la eliminación. Así se ve la ventaja y el potencial de aplicar el nuevo material a dichos procesos de depuración.