Científicos británicos diseñaron una molécula que puede hacer emulsiones magnéticas, un avance con el potencial de revolucionar la industria química.
Las emulsiones son mezclas de líquidos que normalmente no se mezclan, como el aceite y el agua. Son muy comunes en la industria química y también en muchos productos del día a día. La mantequilla, la margarina y la mayonesa son emulsiones.
Un imán es utilizado para hacer desplazar una
emulsión magnética. Foto: gentileza Julian Eastoe
La molécula desarrollada por los investigadores actúa como un emulsionante, recubriendo las partículas de crudo y permitiendo la mezcla de líquidos.
Lo crucial es que la molécula responde a campos magnéticos, por lo que podría ser utilizada para retirar el crudo tras un derrame.
El nuevo estudio es la continuación del trabajo realizado por el mismo equipo que presentó en enero el primer jabón magnético, un jabón con átomos de hierro que responde a imanes. Eso significa que tanto el jabón como los materiales que disuelve pueden ser extraídos fácilmente aplicando un campo magnético.
La tecnología descrita divulgada ahora tiene aplicaciones prácticas y puede ser utilizada en la limpieza de vertidos de petróleo, asegura Julian Eastoe, profesor de la Universidad de Bristol y coautor del trabajo.
"Con emulsiones magnéticas es posible "succionar" las gotas de crudo con un imán. Esto permite una extracción del petróleo vertido en forma mucho más eficiente que con los dispersantes normales", dijio Easton a BBC Mundo.
"Estamos haciendo emulsiones esencialmente con agua de mar y los tipos de crudos que se verían normalmente en un derrame y podemos manipularlos utilizando un campo magnético".
Moléculas magnéticas
En el corazón de ambas ideas están los llamados surfactantes o tensoactivos, sustancias que cambian la tensión superficial en la superficie de contacto entre dos líquidos insolubles uno en otro. Estos surfactantes (surfactants en inglés, abreviación de surface-active agents o agentes de acción superficial) están basados en átomos metálicos que responden a campos magnéticos.
Las nuevas moléculas podrían utilizarse para
limpiar derrames de crudo.
Los surfactantes son cadenas largas de átomos. Un extremo de estas moléculas es hidrófilo, es decir tiene afinidad al agua y se acerca a ella, y el otro extremo es hidrófobo, es decir, repele el agua.
En una mezcla que incluye agua y sustancias oleosas, las moléculas rodean las burbujas de aceite, alineándose con sus extremos hidrófilos en dirección del agua.
El jabón magnético, que se ve en la foto como una
gota atraída hacia un imán, fue un paso
previo en la investigación.
Para lograr este efecto, Eastoe y sus colegas debieron cambiar su fórmula inicial, cambiando el componente magnético para hacerlo más activo y usando en algunos casos en lugar de hierro un elemento denominado gadolinio.
"Para hacer una emulsión es necesario mezclar aceite y agua con un estabilizador (jabón, un surfactante o un dispersante). Las emulsiones normales no son magnéticas, pero usando un surfactante magnético en lugar de un estabilizador tradicional, podemos hacer que las gotas del surfactante sean magnéticas y se adhieran a las gotas de aceite lo que explica por qué éstas también se vuelven magnéticas", explicó Eastoe.
Las moléculas magnéticas crean emulsiones aún cuando se agregan en cantidades pequeñas a surfactantes, lo que facilita sus aplicaciones industriales.
"Estamos ahora trabajando con el sector industrial para llevar esta tecnología al mercado lo antes posibles. Los surfactantes magnéticos podrían ser utilizados en el correr de un año y son baratos", dijo Eastoe a BBC Mundo.
El investigador también señaló que la preparación simple de las moléculas magnéticas significa que podrían utilizarse en el futuro para aplicar medicinas a sitios específicos del cuerpo humano utilizando campos magnéticos.
El estudio fue publicado en la revista Soft Matter.