El interés en la investigación de purificación de aguas es creciente y gran parte de ella está enfocada en la nanotecnología, la que muchos creen será una contribuidora principal en los nuevos sistemas de purificación de aguas públicas e industriales. La [1] Organización Mundial de la Salud estima que el 35 % de las muertes en todo el mundo son debidas al consumo de agua procedente de suministros de agua contaminada. Es por ello que la investigación enfocada a diversas formas de purificación y filtración tiene una importancia crítica.

La Agencia de Protección Ambiental estadounidense ([2] EPA)ha creado recientemente becas de investigación para el desarrollo de nuevos métodos que aseguren la limpieza del agua. Los investigadores de la [3] Universidad Rice han descubierto recientemente interacciones magnéticas inesperadas entre motas de herrumbre extremadamente pequeñas(nanopartículas) que pueden ayudar a limpiar de arsénico el agua.

Las becas concedidas por la EPA servirán para desarrollar nuevos métodos de detección de organismos patógenos en agua, incluyendo virus, bacterias y protozoos. El [4] CBEN afirma que su investigación podría llevar al desarrollo de una revolucionaría tecnología de bajo coste para limpiar el arsénico del agua. Existen otras formas de eliminar el arsénico del agua, pero son caras y requieren materiales de grandes dimensiones y bombas de alta presión que requieren un gran consumo de electricidad. Según la directora del centro, Vicki Colvin, se trata de una forma sencilla de abordar el problema que no requiere electricidad (cosa de la que carecen muchas comunidades) y, si bien las nanopartículas usadas en la publicación eran caras, están trabajando en nuevas formas de producción que utilizan herrumbre y aceite de oliva y no requieren más instalaciones que una cocina con una campana de extracción de gases. Esta tecnología supone una promesa para millones de personas en la India, Bangladesh y otros países en vías de desarrollo en los que se producen al año miles de casos de envenenamiento por arsénico asociado a pozos envenenados.

Se pensaba que partículas magnéticas tan pequeñas sólo interactuarían frente a un campo magnético grande. Tras entender cómo hacer estas partículas en distintos tamaños, los investigadores decidieron estudiar cuán grande sería el campo magnético necesario para extraer las partículas de la suspensión comprobando, para su sorpresa, que no eran necesarios electroimanes grandes para extraer las nanopartículas y que, en algunos casos, bastaba con imanes que podían sujetarse con la mano.

Los experimentos implicaban suspender muestras puras de partículas de óxido de hierro de tamaño uniforme en agua. Se utilizó un imán para extraer las partículas de las disolución, dejando tan sólo el agua purificada. El equipo de Colvin midió las pequeñas partículas tras extraerlas del agua y excluyeron la explicación más obvia: las partículas no estaban agrupadas tras ser atraídas por el campo magnético. Colvin afirma que, no obstante, la evidencia experimental indica una interacción magnética entre las nanopartículas. Según explica el coautor Doug Natelson, al ser reducido el tamaño de las partículas, la fuerza sobre éstas decae rápidamente, y los modelos antiguos aciertan al predecir la necesidad de campos magnéticos muy grandes para mover estas partículas. En este caso, según Natelson, resulta que las nanopartículas ejercen interacciones las unas sobre las otras, por lo que una vez que los imanes cuidadosamente colocados empiezan a funcionar, las partículas cooperan extrayéndose del agua.

El hierro es conocido por su capacidad para ligar arsénico. Por esta razón el grupo de Colvin repitió los experimentos con agua contaminada con arsénico, descubriendo que las nanopartículas reducían la concentración de arsénico en agua bien por debajo de los niveles de la EPA para el agua potable en EEUU.

El grupo de Colvin ha estado colaborando con investigadores del grupo del profesor Mason Tomson, de Rice, en la ingeniería civil y ambiental para un mayor desarrollo de la tecnología para la eliminación de arsénico. Colvin dijo que los cálculos preliminares de Tomson indican que el método podría ser práctico para casos en que las tecnologías tradicionales de purificación de agua no pueden llevarse a cabo. Como los materiales de partida para generar la nanoherrumbre son baratos, sostiene que el coste de los materiales podría ser bastante bajo si se incrementan los métodos de fabricación.

Por otra parte, el estudiante de graduado de Colvin, Cafer Yavuz, ha estado trabajando durante varios meses para refinar un método que los aldeanos de países en vías de desarrollo puedan utilizar para preparar las nanopartículas de óxido de hierro. Las materias primas son la herrumbre y ácidos grasos, que pueden obtenerse del aceite de oliva o el de coco.

La nueva técnica aparece descrita en el número 10 de noviembre de la revista[5] Science.