¿Alguna vez se preguntó cómo el jabón limpia las cosas y cómo puede evitar que nos enfermemos? Kasey-Dee Gardner de Discovery News busca la respuesta. Puede sonar como una novedad de las páginas de Archie McPhee, o el peor complot de supervillano que mancilló las páginas de Bond o Batman, pero el jabón magnético está atrayendo mucha atención.
El 20 de enero de 2012, un equipo de la Universidad de Bristol dirigido por Julian Eastoe publicó un artículo en línea anunciando una idea simple con implicaciones de gran alcance:jabones que se pueden mover o quitar usando magnetismo. Para ver por qué esta idea tiene tanto atractivo, imagine limpiar un desastre ambiental como el derrame de petróleo de Deepwater Horizon y luego barrer los restos con barreras magnéticas para asegurarse de que no haya sustancias dispersantes de petróleo o dispersantes. , quédate atrás.
Debido a que los limpiadores pueden persistir o esparcirse, infligiendo su propio tipo de daño, limpiar los derrames industriales ha significado durante mucho tiempo recoger su veneno. Los equipos de limpieza de petróleo usan dispersantes para salvar a las nutrias y las aves marinas de los peligros inmediatos, pero corren el riesgo de dañar la vida marina, en particular los huevos de peces, en el proceso [fuente:Sohn].
Desde un punto de vista ambiental, eso no se lava, por lo que los investigadores se han convertido en una espuma tratando de bombear jabones y dispersantes que puedan eliminarse fácilmente del ecosistema, o que se descompondrán solos si se dejan atrás [fuente:Boyle ]. A lo largo de los años, han producido jabones que reaccionan al pH, la concentración de electrolitos, la temperatura, el dióxido de carbono y la luz [fuentes:Brown; Plano]. Sin embargo, alterar la temperatura del agua requiere mucha energía, y cambiar la química interna de una sustancia sigue siendo bastante difícil, por no hablar de las posibles consecuencias ambientales de hacer cualquiera [fuente:Eastoe].
Ahora, el jabón magnético se ha sumado a la carga de limpiadores novedosos. Aunque todavía se encuentra en las primeras etapas de experimentación y desarrollo, algún día podría traer un soplo de aire fresco de primavera a los trabajos de limpieza notoriamente pegajosos [fuente:Flatow]. Actualmente, confiamos en la acción detergente normal de jabones como Dawn, que podría "quitar la grasa de su camino", pero solo puede hacer mucho por las nutrias empapadas de aceite [fuente:Drury]. Los jabones magnéticos pueden agarrar el aceite y luego superar tanto la gravedad como la tensión superficial para adherirse a los imanes.
La técnica se aplica no solo a los jabones, sino también a una clase amplia y omnipresente de sustancias llamadas surfactantes. , o "agentes activos de superficie", que convencen a los sólidos y líquidos típicamente distantes, como el aceite y el agua o el agua y la suciedad, para que se mezclen. Igualmente importante, retienen la suciedad eliminada, evitando que se aglomere y se vuelva a dispersar en las prendas lavables. Los tensioactivos desempeñan un papel esencial en el bronceado y el teñido, los perfumes y productos de belleza, y en la cocina y el horneado.
Como en cualquier buen evento social, la mezcla exitosa proviene de bajar las tensiones a través de una buena química.
La vida secreta de los jabones
Los jabones son moléculas en medio de una crisis de identidad, es decir, una relación de amor y odio con el agua. Una parte de la molécula, la iónica hidrofílica final, anhela el abrazo limpio del agua; pero el otro lado, el indecoroso y escandalosamente orgánico hidrofóbico final, se siente más en casa con un elemento más sucio. Se dice en la calle que se adhiere descaradamente a la grasa, el aceite y la suciedad.
Cuando rocías jabón para lavar platos en agua grasosa, las moléculas de surfactante rodean las gotas de grasa, con los extremos amantes del agua mirando hacia afuera en una especie de amontonamiento inverso, mientras que los extremos que odian el agua miran hacia adentro en un scrum de rugby.
Dejada a su suerte, la grasa se acumularía con sus amigos aceitosos, sufriría una caída con el agua y se volvería a depositar. El agua, que prefiere su propia especie a este elemento desagradable, ayudaría empujándolo hacia afuera a través de la tensión superficial. Los jabones, al agarrar la suciedad en un abrazo de oso molecular, evitan que esto suceda para que el agua pueda eliminar la suciedad.
En principio, el jabón magnético suena como una idea simple:solo toma un poco de detergente y mezcla algunos metales magnéticos, ¿verdad? Bueno, no tan rápido. Hasta hace poco, los científicos pensaban que tales iones metálicos terminarían aislados en la mezcla. Dado que los iones individuales no son magnéticos, esto haría que su contribución fuera discutible [fuente:Danigelis].
Pero luego, los investigadores de Bristol descubrieron algo interesante:a medida que agregaban sus tensioactivos que contenían hierro a la solución, los grumos minúsculos se organizaban, creando un núcleo de hierro que los campos magnéticos podían controlar [fuentes:Hadlington; Universidad de Brístol]. Eastoe y su equipo hicieron el cambio usando sales de hierro que contenían iones de bromo y cloro, como las que se encuentran en el enjuague bucal y el suavizante de telas [fuentes:Drury; Cucaracha; Marrón].
Las pruebas de laboratorio revelan que los jabones magnetizados eliminan la suciedad con la misma eficacia que los no magnetizados [fuente:Eastoe]. Los investigadores también encontraron que los campos magnéticos podrían cambiar la conductividad eléctrica y el punto de fusión del jabón. Por lo general, la ciencia y la industria manipulan estos aspectos agregando una carga eléctrica al jabón o alterando el pH, la temperatura o la presión del sistema [fuentes:Danigelis; Cucaracha; Solón].
Debido a que el jabón magnético consiste en productos químicos comunes, es un candidato atractivo y económico para la ampliación, lo que podría acelerar su viaje del laboratorio a la industria, tal vez en forma de tratamiento de agua o productos de limpieza industrial [fuente:Flatow; Solón]. Un día, incluso podría llegar a la casa.
Eastoe y su equipo ya están mirando más allá de sus sales de hierro hacia reemplazos iónicos potencialmente más prometedores. Han comenzado a aplicar la técnica a macromoléculas biológicas, aminoácidos y proteínas [fuente:Eastoe]. Varios grupos de la industria, incluidas las compañías farmacéuticas, también han expresado interés en los tensioactivos magnéticos [fuentes:Drury; Eastoe].
Ahora que se han publicado los resultados y los jabones magnéticos están en manos de la comunidad científica en general, ¿quién sabe qué innovaciones podrían surgir?
Me estoy poniendo un poco emulsionalUn ejemplo común de tensioactivos en acción son las emulsiones , mezclas en las que un líquido (o sólido) se distribuye en el otro como gotitas diminutas y estables, o micelas . Para ver ejemplos de emulsiones, busque en su refrigerador un poco de leche (gotas de grasa dispersadas en una solución acuosa), mantequilla (gotas de una solución acuosa en grasa) o mayonesa (una emulsión de yemas de huevo crudas y aceite vegetal).
Muchas emulsiones, como el aderezo de vinagreta, son inestables:con el tiempo, se separarán. Agregue un poco de energía, en este caso, agitación, y estará como nuevo. Otro proceso energético, llamado homogeneización , evita que la grasa de la leche se separe y forme una capa de crema.
Leer másNota del autor
Nunca podemos saber adónde nos llevarán finalmente los inventos, o cómo sus propósitos previstos podrían verse eclipsados más adelante por otras aplicaciones. Cuando se construyeron los primeros láseres en 1960, nadie sabía muy bien qué hacer con ellos. Hoy en día, hay más de una veintena de tipos de láser, con aplicaciones en medicina, tratamiento de la piel, electrónica, industria, comunicaciones e investigación y medición científica. Los cristales líquidos se descubrieron en 1888, pero nadie supo realmente qué hacer con ellos hasta la década de 1960.
Incluso las tecnologías más novedosas y prometedoras pueden ser relegadas al basurero de la historia por desarrollos posteriores. Aún así, algunos se quedan. Los CD y la música digital aún tienen que acabar con el vinilo por completo y, a pesar de los transistores, las válvulas de vacío aún sobreviven en los amplificadores de guitarra.
¿Serán los jabones magnéticos la próxima gran novedad o acabarán siendo otro fracaso? Sospecho lo primero, aunque solo sea por la ubicuidad de los surfactantes en la naturaleza y en la industria, y la importancia de la tensión superficial en la química y la biología. La pregunta es, ¿será el jabón magnético que usan nuestros hijos o algún derivado extraño, como un sistema de video tridimensional hecho de coloides suspendidos luminiscentes en una botella magnética?