Suelos y Nanopartículas: Un reto para el Futuro de la Ciencia del Suelo

Ya os hemos ido relatando en una serie de post (ver relación al final del presente) que el surgimiento de las nanociencias puede deparar muchas más sorpresas de las que pudieran pensarse en primera instancia. Y este es el caso también de las ciencias del suelo. El hecho de que se hable mucho más de sus aplicaciones (“nanotecnología”) que de los descubrimientos que afectan al conocimiento del mundo de lo pequeño (“nanocencia”), no es más que el lamentable resultado de esa falacia que impregna la ciencia contemporánea (¿y eso para que vale?), en la que se antepone lo aplicado a lo básico, cuando en realidad la racionalidad de la indagación investigadora suele funcionar al revés. Hace ya algún tiempo que redactamos el post titulado: “Propiedades de la Materia: Composición, Tamaño, Abundancia, Forma y Superficie“. En él os mostrábamos como en la naturaleza, la composición química de un material les confiere tan solo algunas de las propiedades de como actúa/interacciona/reacciona la materia. Empero todos los otros términos a que apelamos en aquél título resultan ser igualmente relevantes. Dado que lo pequeño resulta ser mucho más abundante que lo de mayor tamaño, a lo largo de varios órdenes de magnitud, conforme a una ley potencial (libre de escala) o una distribución exponencial, resulta palmario que la abundancia (número de partículas), volumen, superficie de contacto con el resto de los materiales (denomina superficie reactiva), diversidad, etc., aumenta según nos acercamos al precipicio de nuestro desconocimiento de lo que acaece en los universos canijos. Básicamente nuestros post precedentes versaban en los peligrosos vertidos de nanopartículas al medio ambiente (ver a bajo algunos nuevos comentarios). Este patrón es típico del suelo, en el que prolifera, justamente todo aquello que es invisible a nuestros aparatos sensoriales, tanto en el mundo inanimado como en todo relacionado con la abundancia y diversidad de la vida. Así por ejemplo, existen muchos más virus y virus-diversidad (virosfera), que la que se presenta en el mundo bacteriano, y de este último frente al universo de los diminutos animales invertebrados, y así sucesivamente. Lo mismo puede demostrarse que sucede en el ambiente abiótico de las partículas texturales que conforman la matriz del suelo (desde los escasos cantos, hasta la plétora de arcillas, muchas de las cuales entran ya en el ámbito de las nanociencias). Empero existen otras partículas aun más pequeñas. Pues bien, la nanociencia va demostrando que lo canijo atesora una mayor reactividad que lo grande, teniendo también una importancia nada despreciable su forma y rugosidad. ¿Como afecta pues el mundo nano a la estructura y dinámica de los suelos? Se trata de una pregunta por la que por fin comienzan a interesarse algunos expertos en edafología. No obstante, nuestros conocimientos no pueden aun responder a los grandes interrogantes que nos planeamos. Y en este contexto aparece la noticia que ha dado lugar al post de hoy: “El secreto del suelo lunar está en las nanopartículas”. La nota de prensa se me antoja interesante. Ahora bien, como los suelos terrestres también atesoran enormes cantidades de nanopartículas,  ¿hasta que punto no pododemos permitirnos sospechar que el secreto de los suelos terrestres se encuentra también en sus nanopartículas? Seguramente así suceda, por lo que debemos prepararnos para una nueva nanoedafología (término que ya aparece esporádicamente en la literatura científica). Una de las principales dificultades de tales indagaciones  estriba en que, al parecer, solo una pequeña fracción de estas nanopartículas aparecen como entes individuales (discretas), auto-ensamblándose por lo general en sustancias coloidales (sustancias húmicas, arcillas, óxidos, etc.) o recubriendo a otras mayores (microagregados o fracciones texturales mayores). Tales hechos, de ser ciertos, dificultan progresar en esta línea de investigación. Tengo la impresión que cuando profundicemos en el mundo de la nanociencia (no olvidemos a los virus tampoco), comenzaremos a entender mejor que es un suelo, así como se estructura, cual es su dinámica y como evoluciona.  Lo que personalmente me resulta desconcertante es tener que leer una noticia señenita, para percibir el enigmático potencial de lo nano. ¿Tenemos los expertos de las ciencias del suelo la cabeza en la Luna?. ¿Somos tan inertes como las gravas (léase la apertura de nuestras mentes a nuevas perspectivas del suelo)?. Sé que para muchos de nosotros todo lo “nano” nos pilla por sorpresa; se nos antoja ajeno. Ahora bien, “debo suponer” que lo mismo debió ocurrirles a nuestros predecesores con la microedafología (micromorfología) (micropedología) respecto a lo que se estudiaba por aquellos tiempos, a simple vista o con la ayuda de una lupa de campo. Sin embargo, actualmente, las consideramos imprescindibles, ¿o no?. Eso si, ¿como podemos comparar los suelos-regolitos marcianos con los terrestres, si al perecer desconocemos el rol de las nanopartículas de los últimos?

Juan José Ibáñez

nanoparticulas-lunares

Nanopartículas de los suelos Lunares. Fuente: madhyamam.com

El secreto del suelo lunar está en las nanopartículas

La naturaleza del polvo lunar y del regolito lleva años desconcertando a los científicos. Las partículas que componen el suelo de la Luna están cargadas electroestáticamente de manera que flotan sobre la superficie, son extraordinariamente activas químicamente, pueden variar su temperatura de forma radical y son extremadamente pegajosas, como bien saben los astronautas de las misiones Apolo. Pero, ¿a qué se deben estas propiedades?

FUENTE | lainformacion.com ; 17/06/2012

Un equipo internacional acaba de encontrar una posible explicación a todas estas propiedades inusuales observando los diminutos cristales con una nueva técnica de nanotomografía. “Estamos muy sorprendidos por lo que hemos encontrado”, asegura Marek Zbik, líder de la investigación. “En lugar de gas o vapor en el interior de las burbujas, como encontraríamos en la Tierra, las burbujas del cristal lunar están rellenas con una red de partículas altamente porosas que cubren su interior“.
El descubrimiento, publicado en la revista ISRN Astronomy and Astrophysics, podría resolver el misterio de las partículas de suelo lunar, aseguran los investigadores. “Los científicos llevan mucho tiempo observando el comportamiento extraño del suelo lunar“, explica Zbik desde la Universidad de Queensland (Australia), “pero no habían prestado mucha atención a las nanopartículas y su fuente seguía siendo desconocida“.

Estas nanopartículas se forman en el interior de las rocas derretidas por el impacto de meteoritos contra la superficie lunar. Este bombardeo constante de meteoritos y las condiciones particulares de la luna provocaron la aparición de un tipo de material que no se produce en la Tierra. ‘Podría ser’, especulan los autores del estudio, ‘que cuando estas partículas se liberan de las burbujas de gas, se mezclen con otros componentes del suelo y esto produzca las propiedades inusuales’.

Al no haber atmósfera lunar, las reacciones tras el impacto de un meteorito son extremadamente violentas. La roca se derrite y la ausencia de presión genera un vacío en el que se forman estas burbujas y sus nanopartículas. “Nuestro trabajo es comprender cómo se forman estas partículas”, asegura Zbik. “El proceso podría conducirnos también a descubrir una manera completamente diferente de fabricar nanomateriales

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Nanoparticles destroy soil and the environment, study finds

(…) nanoparticles damage beneficial soil bacteria and ultimately ruin plants’ ability to uptake necessary nitrogen (…) silver nanoparticles can be classified as highly toxic to microbial communities (…) uncontaminated soil contains beneficial microbes, some of which are necessary to help plants absorb nitrogen. But when nanoparticles enter the picture, these microbes are largely killed off. The end result is plants that lack nitrogen, and which thus lack the ability to grow properly and maintain necessary levels of vital nutrients (…), it is difficult to say whether or not all nanoparticles are harmful (…) the real problem is that many of these nanoparticles have never been properly safety tested, and are thus a giant experiment in environmental and human health

Learn more:

http://www.naturalnews.com/032146_nanoparticles_environment.html#ixzz20myQJVhy

Fuente: GeoscienceWorld

Nanoparticles in the Soil Environment

Benny K. G. Theng* and Guodong Yuan*

+ Author Affiliations

*Landcare Research

Private Bag 11052, Palmerston North 4442, New Zealand

E-mail: ThengB@LandcareResearch.co.nz;

YuanG@LandcareResearch.co.nz

Abstract

Soils contain many kinds of inorganic and organic particles with at least one dimension in the nanoscale or colloidal range (<100 nm). Well-known examples are clay minerals, metal (hydr)oxides, and humic substances, while allophane and imogolite are abundant in volcanic soils. Apparently, only a small proportion of nanoparticles in soil occur as discrete entities. Organic colloids in soil, for example, are largely associated with their inorganic counterparts or form coatings over mineral surfaces. For this reason, individual nanoparticles are difficult to separate and collect from the bulk soil, and extraction yields are generally low. By the same token, the characterization of soil nanoparticles often requires advanced analytical and spectroscopic techniques. Because of their large surface area and the presence of surface defects and dislocations, nanoparticles in soil are very reactive towards external solute molecules. The focus of research in recent years has been on the interactions of nanoparticles with environmental pollutants and on their impact on the movement, fate, and bioavailability of contaminants.

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Comentarios

[...] de carbono por el suelo se realiza preferentemente en partículas de escaso tamaño (a veces nanomateriales) y elevada rugosidad. Conforme a estos autores, tal hecho podría ser debido a que tal propiedad [...]

[...] para el Medio Ambiente: Biomagnificación en la Cadena Trófica (El Suelo Como Reservorio), y  Suelos y Nanopartículas: Un reto para el Futuro de la Ciencia del Suelo. De hecho, ya existen varios proyectos internacionales que se han iniciado  con vistas  a [...]

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