p (Phys.org) —Nova pesquisa, acabado de publicar, detalha como os pesquisadores da Universidade de Cincinnati desenvolveram e testaram um nano filtro movido a energia solar que é capaz de remover carcinógenos nocivos e antibióticos de fontes de água - lagos e rios - a uma taxa significativamente mais alta do que a tecnologia de filtragem usada atualmente feita de carvão ativado. p No jornal Nano Letras , Vikram Kapoor, estudante de doutorado em engenharia ambiental, e David Wendell, professor assistente de engenharia ambiental, relatório sobre o desenvolvimento e teste do novo filtro feito de duas proteínas bacterianas que foi capaz de absorver 64 por cento dos antibióticos em águas superficiais contra cerca de 40 por cento absorvidos pela tecnologia de filtragem atualmente usada feita de carvão ativado. Um dos aspectos mais interessantes de seu filtro é a capacidade de reutilizar os antibióticos capturados.

p Kapoor e Wendell começaram o desenvolvimento de seu novo filtro nano em 2010 e os testes em 2012, com os resultados relatados em um artigo intitulado "Engineering Bacterial Efflux Pumps for Solar-Powered Biorremediation of Surface Waters."

p A presença de antibióticos nas águas superficiais é prejudicial, pois cria bactérias resistentes e mata microorganismos úteis, que podem degradar os ambientes aquáticos e cadeias alimentares. Em outras palavras, agentes infecciosos como vírus e bactérias causadoras de doenças tornam-se mais numerosos enquanto a saúde de riachos e lagos se degrada.

p Então, de acordo com Wendell, os nano filtros recém-desenvolvidos, cada um muito menor em diâmetro do que um fio de cabelo humano, pode ter um grande impacto na saúde humana e no ambiente aquático (uma vez que a presença de antibióticos nas águas superficiais também pode afetar os sistemas endócrinos dos peixes, pássaros e outros animais selvagens).

p Surpreendentemente, este filtro emprega um dos próprios elementos que permitem que bactérias resistentes a medicamentos sejam tão prejudiciais, uma bomba de proteína chamada AcrB. Wendell explicou, “Essas bombas são um produto incrível da evolução. São essencialmente trituradores de lixo seletivos para as bactérias. Nossa inovação foi transformar o sistema de disposição. em vez de bombear, nós bombeamos os compostos para as proteovesículas. "(A nova tecnologia de filtragem é chamada de sistema de proteovesículas.)

p Outra inovação importante foi a fonte de energia, uma proteína bacteriana movida a luz chamada Delta-rodopsina, que fornece ao AcrB o poder de bombeamento para mover os antibióticos.

p O sistema de proteína bacteriana tem uma série de vantagens sobre a tecnologia de filtração atual:

• A operação da nova tecnologia de filtragem é alimentada pela luz solar direta versus as necessidades intensivas de energia para a operação do filtro de carvão ativado padrão.
• A tecnologia de filtragem também permite a reciclagem de antibióticos. Depois que esses novos nanofiltros absorveram os antibióticos das águas superficiais, os filtros poderiam ser extraídos da água e processados ​​para liberar os medicamentos, permitindo que eles sejam reutilizados. Por outro lado, filtros de carbono são regenerados por aquecimento a várias centenas de graus, que queima os antibióticos.
• Os novos filtros de proteína são altamente seletivos. Filtros de carvão ativado usados ​​atualmente servem como "pega-tudo, "filtrando uma grande variedade de contaminantes. Isso significa que eles se tornam obstruídos mais rapidamente com matéria orgânica natural encontrada em rios e lagos.

Disse Wendell, "Até aqui, nossa inovação promete ser um meio ambientalmente correto para extrair antibióticos das águas superficiais das quais todos nós dependemos. Ele também tem potencial para fornecer recuperação e reutilização de antibióticos com boa relação custo-benefício. Próximo, queremos testar nosso sistema para filtrar seletivamente hormônios e metais pesados ​​das águas superficiais. "

p Em relação ao trabalho publicado neste artigo, Wendell e Kapoor testaram seu filtro nano movido a energia solar contra carvão ativado, o atual padrão de tecnologia de tratamento fora do laboratório. Eles testaram sua inovação na água coletada no rio Little Miami. Usando apenas a luz solar como fonte de energia, eles foram capazes de remover seletivamente os antibióticos ampicilina e vancomicina, antibióticos humanos e veterinários comumente usados, e a coloração de ácido nucleico, brometo de etídio, que é um potente carcinógeno para humanos e animais aquáticos.