Escamas de pescado tratadas demuestran una eficacia notable como adsorbentes
Físicos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han desarrollado un método para convertir residuos de escamas de pescado en un material versátil con funcionalidades duales: cifrado de información sensible y actuar como bioadsorbente para eliminar eficazmente el contaminante rodamina B.
Los productos de mar son un manjar que muchos disfrutan y, a nivel mundial, se estima que se desechan anualmente entre 7,2 y 12 millones de toneladas de residuos de pescado. Esto hace que los residuos de escamas de pescado sean un abundante recurso natural y listo para la exploración de iniciativas alternativas de reciclaje a medida que nos esforzamos por lograr una vida sostenible.
Con una población en aumento y limitados recursos, una ruta potencial para mejorar la sostenibilidad radica en una mayor reutilización de materiales de desecho. Al analizar los materiales de desecho, los investigadores pueden descubrir interesantes propiedades y multifuncionalidades que antes se pasaban por alto.
El profesor Sow Chorng Haur del Departamento de Física de la NUS y su equipo de investigación descubrieron que al someter residuos de escamas de pescado a condiciones óptimas de calentamiento, el material sufre un cambio significativo, emitiendo un color cian vibrante distinto de su tenue fluorescencia azul real original bajo luz ultravioleta. El cambio puede ocurrir a gran escala (usando una placa calefactora) y a escala micrométrica (usando un rayo láser enfocado).
Los investigadores descubrieron que estas escamas de pescado tratadas demuestran una eficacia notable como adsorbentes de rodamina B, un tinte común asociado con posibles riesgos para la salud y amenazas a los ecosistemas marinos.
Además, la capacidad de ajustar la fluorescencia permite grabar texto e imágenes en la superficie de la escama de pez sin aparentes cambios físicos, presentando el material como un medio natural para la seguridad multidimensional, capaz de transmitir texto e imágenes micro y macroscópicas.
Las escamas de pescado consisten principalmente en colágeno entrelazado, una proteína conocida por su papel en el mantenimiento de una apariencia juvenil, e hidroxiapatita (HAp), un mineral que se encuentra en huesos y dientes. Debido a su buena biocompatibilidad, se han desarrollado diferentes métodos para extraer estos componentes y funcionalizarlos en etiquetas fluorescentes para estudios in vivo.
Sin embargo, estos procesos suelen requerir cantidades significativas de tiempo, energía y recursos químicos. Por lo tanto, existe un fuerte deseo de lograr una mejora de la fluorescencia de las escamas de pescado a través de un método más directo y eficiente, para aprovechar los beneficios económicos de este material de desecho de bajo costo.
Imagen: La figura muestra desechos de escamas de pescado calentados como biosorbentes químicos y una forma alternativa de material de seguridad para la transmisión de textos e imágenes. Crédito: Sow Chorng Haur
Cuando se calientan, los desechos de escamas de pescado sufren cambios tanto químicos como físicos. Las largas cadenas de colágeno se dividen en segmentos más pequeños que emiten luz azul bajo excitación ultravioleta. Simultáneamente, se producen alteraciones en la disposición de los átomos, creando poros superficiales e internos que transforman las propiedades de fluorescencia y mejoran la adsorción de contaminantes.
Las escamas de pescado tratadas, cuando se usaron como adsorbente para el tinte, eliminaron eficazmente los contaminantes de rodamina B (91% de eliminación) en un corto tiempo de contacto de 10 minutos. Las escamas de pescado contaminadas con moléculas de rodamina B se pueden recuperar mediante un sencillo proceso de sonicación con fines de sostenibilidad.
De cara al futuro, el equipo de investigación está interesado en convertir estas escamas de pescado tratadas en kits de prueba de rodamina B económicos y de fácil acceso para su uso en la detección de campo. Este enfoque ayudará a minimizar el riesgo de consumo/exposición a rodamina B para los civiles que dependen de cuerpos de agua naturales y científicos de campo mientras transportan fuentes de agua contaminadas.
"A medida que la población mundial crece y los recursos se vuelven más limitados, una ruta potencial para mejorar la sostenibilidad implica un mayor énfasis en la reutilización de materiales de desecho. Al reevaluar los flujos de residuos, se pueden descubrir propiedades y multifuncionalidades interesantes en materiales que antes se habían pasado por alto", dijo el profesor Sow.
El equipo de investigación publicó recientemente sus hallazgos en la revista Nature Communications: Upcycling fish scales through heating for steganography and Rhodamine B adsorption application
