El oro ya no solo sirve para fabricar joyas. Una química lo
combinó con una molécula fluorescente para crear un diminuto sensor capaz de
revelar la presencia de mercurio en el agua mediante cambios de luz. Este
avance facilitaría el monitoreo de la calidad del agua sin depender de equipos
costosos y especializados.
El mercurio siempre ha tenido una ventaja: sabe esconderse.
Puede estar presente en un río, en un pez o incluso en el organismo de una
persona sin dejar pistas visibles. No cambia el color del agua, no tiene olor y
tampoco altera su sabor.
Por ello, detectarlo suele requerir técnicas especializadas,
como la fluorescencia de rayos X, la absorción atómica (AAS) o la
espectrometría de masas (ICP-MSS), que pueden costar cientos de millones de
pesos y deben ser operados por personal técnico, por lo que normalmente
permanecen en laboratorios.
Fue precisamente ese panorama el que motivó a la
investigadora María Camila Parra Samper, magíster en Química de la Universidad
Nacional de Colombia (UNAL), a buscar una alternativa. Mientras revisaba un
informe de la Procuraduría General de la Nación de 2024 encontró que
departamentos como Antioquia, Chocó, Bolívar y Cauca siguen registrando una
preocupante alza de contaminación por mercurio, asociada principalmente con la
minería ilegal de oro.
De hecho, la Procuraduría también aseguraba en un informe de
2023 que Colombia tenía más de 80 sitios potencialmente contaminados con
mercurio, teniendo fuentes hídricas afectadas en el sur de Bolívar, el Bajo
Cauca Antioqueño y en departamentos como Chocó, Caldas, Boyacá, Córdoba y
Sucre, la mayoría debido a la extracción ilegal de oro.
La pregunta entonces era inevitable: ¿y si el mercurio
pudiera delatarse solo? Así surgió la idea de desarrollar un material que, en
el futuro, permita detectar su presencia en una muestra de agua —e incluso de
sangre u orina— utilizando apenas una pequeña lámpara de luz ultravioleta.
Y como ella explica, la propuesta tiene una paradoja
interesante; durante décadas el mercurio se ha utilizado para extraer oro por
medio de una amalgama en la minería artesanal e ilegal. Ahora ese mismo oro
ayudaría a encontrar al mercurio antes de que continúe contaminando ríos y
comunidades.
El pequeño sensor funciona como una lámpara que se apaga
al entrar en contacto con mercurio, lo cual facilitaría el monitoreo de la
calidad del agua.
La investigadora Parra, con el apoyo y la dirección de la
profesora Gilma Granados, del Departamento de Química de la UNAL, diseñó
partículas esféricas de entre 19 y 21 nanómetros de diámetro, unas 5.000 veces
más pequeñas que el grosor de un cabello humano.
A esa escala, el oro deja de comportarse como una joya y
empieza a actuar como un nanomaterial capaz de interactuar con la luz de una
forma muy distinta a la que vemos a simple vista, una propiedad electrónica que
las investigadoras aprovecharon para construir el sensor.
El oro no trabaja solo
La experta de la UNAL lo unió a una isocumarina, una
molécula orgánica desarrollada en el laboratorio que emite un intenso brillo
bajo luz ultravioleta. Juntos forman una especie de “equipo de búsqueda”: la
molécula aporta la señal luminosa y el oro favorece la interacción con el
mercurio.
“Tenemos las propiedades fluorescentes de la isocumarina y
las propiedades electrónicas del oro. Además, el oro tiene mucha afinidad con
el mercurio y ese fue otro de los motivos por los que lo escogimos”, señala la
investigadora Parra.
En las primeras pruebas observaron que, al unirse con las
nanopartículas de oro, el brillo de la molécula disminuía cerca de un
30 %, pero cuando agregaron mercurio la fluorescencia prácticamente
desapareció.
“Cuando estuvo en presencia de mercurio se apagó totalmente.
Lo que quiere decir que en el momento en que lo veíamos bajo la lámpara UV se
apagaba la fluorescencia y cuando lo medíamos en el fluorómetro las bandas de
emisión características también caían. Ahí dijimos: ‘algo está pasando en la
superficie del mercurio y de nuestro nanomaterial’”, asegura la experta.
La primera gran pista apareció cuando ese “apagón” de la
fluorescencia se convirtió en la señal de que el mercurio estaba presente e
interactuando con este nuevo nanomaterial.
Las pruebas se realizaron con cantidades muy pequeñas de
cloruro de mercurio disueltas en agua. Los investigadores trabajaron con
concentraciones de entre 1 y 100 micromolar (µM), una escala que en química se
utiliza para medir cantidades diminutas de una sustancia.
El nanosensor logró detectar el metal a partir de
3,06 µM, un resultado que confirma el potencial de la tecnología y marca
el punto de partida para hacerla cada vez más sensible.
Pero eso no es todo, el experimento también buscó reducir su
impacto ambiental desde el laboratorio. Las nanopartículas de oro se obtuvieron
mediante una metodología de química verde, utilizando agua como medio de
reacción, un estabilizante coloidal de baja toxicidad y un proceso de apenas 45
minutos, sin largos periodos de calentamiento.
“No necesitamos reactivos contaminantes como piridinas o
algún otro solvente como ácidos fuertes, solo con agitación constante y control
ambiental obtuvimos las nanopartículas de oro”, explica.
Además de detectar mercurio, el material también mostró
respuesta frente a otros metales como plomo, níquel, zinc, cadmio o hierro, una
línea que el grupo espera profundizar en futuras investigaciones.
Aunque el nanosensor ya demostró su capacidad y potencial,
ahora las investigadoras buscarán fortalecer la unión entre las nanopartículas
de oro y la molécula fluorescente con el propósito de identificar
concentraciones cada vez más bajas del metal y ampliar sus posibles
aplicaciones en monitoreo ambiental.
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