MX2007000640A

MX2007000640A - Tratamiento de agua mediante filtracion mejorada por dendrimero.

Info

Publication number: MX2007000640A
Application number: MX2007000640A
Authority: MX
Inventors: Mamadou Diallo
Original assignee: California Inst Of Techn
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-03-30
Also published as: EP1771384A2; CA2578338A1; AU2005328706A1; ZA200701401B; JP2008506519A; BRPI0513403A; US7470369B2; CN101006017A; US7758755B2; US20090223896A1; US20060021938A1; WO2006096199A2; EA200700335A1; WO2006096199A3; KR20070062972A

Abstract

Se describen en la presente metodos y composiciones utiles para la purificacion de agua usando macromoleculas dendriticas. El proceso involucra usar macromoleculas dendriticas (dendrimeros) para enlazar a contaminantes y una etapa de filtracion para producir agua a partir de contaminantes que han sido removidos o modificados. Ejemplos de dendrimeros que pueden ser usados en el proceso incluyen dendrimeros de enlace de cationes, dendrimeros de enlace de aniones, dendrimeros de enlace de compuestos organicos, dendrimeros redox-activos, dendrimeros de enlace de compuestos biologicos, dendrimeros cataliticos, dendrimeros biocidas, dendrimeros de enlace viral, dendrimeros multifuncionales y combinaciones de los mismos. El proceso es escalable y proporciona muchas opciones para adaptacion.

Description

TRATAMIENTO DE AGUA MEDIANTE FILTRACIÓN MEJORADA POR DENDRIMERO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención es concerniente con composiciones y métodos útiles para remover contaminantes del agua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El agua limpia es esencial para la salud humana, también es una materia prima de alimentación crítica en una variedad de industrias clave en los que se incluyen las industrias electrónica, farmacéutica y de alimentos. El tratamiento de agua freática, lagos y depósitos es frecuentemente requerida para fabricar agua segura para consumo humano. Para el agua de desperdicio, el tratamiento es necesario para remover contaminantes dañinos del desperdicio líquido doméstico e industrial, de tal manera que sea segura para su retorno al medio ambiente. Los sistemas de tratamiento de agua actuales son en general sistemas centralizados grandes que comprenden una diversidad de etapas, en las que se incluyen tratamiento con organismos anaeróbicos, oxidantes, cloro y floculantes. Debido a su flexibilidad inherente, los sistemas de tratamiento de agua centralizados podrían proporcionar medios más robustos y efectivos en el costo para tratar con (i) Ref.: 179022 fuentes declinantes de agua dulce, (ii) estándares de calidad de agua más severos y (iii) amenazas químicas y biológicas a suministros de agua locales. Se ha propuesto que las redes de tecnología óptimas distribuidas (DOT-NET) son una alternativa a las plantas de tratamiento de agua centralizadas grandes. El concepto DOT-NET es predicado en la distribución y colocación estratégica de sistemas de tratamiento relativamente pequeños y alta eficientes en ubicaciones específicas en redes de suministro de agua existentes. Los procesos de filtración que remueven contaminantes específicos son un aspecto clave de los sistemas de tratamiento de agua descentralizados . Una diversidad de procesos de filtración de agua se han diseñado para remover compuestos orgánicos y iones de metal de desperdicios contaminados descritos en la literatura. Dos de tales procesos son ultrafiltración micelar-mejorada (MEUF) (Scamehorn y Harwell, (1988) en Sufactant Based Separation Processes, Surfactant Science Series, Vol. 33, Marcel Dekker, Nueva York, Du n et al., (1989) Coil. Surf. 35:49, Baek et al., (2004) J. Haz. Mater. 1081:19, Richardson et al., (1999) J. Appl. Polym. Sci. 4:2290) y ultrafiltración soportada por polímero (PSUF) (Spivakov et al., (1985) Nature 315:313, Geckeler et al., (1996) Envir. Sci. Technol., 30:725, Muslehiddinoglu et al., (1998) J. Memb. Sci. 140:25, Juang et al., (1993) J. Membrane Sci. 82:163). En un proceso de MEUF típico, un surfactante es agregado al agua contaminada. Luego la solución acuosa se hace pasar a través de una membrana de ultrafiltración con tamaños de poro más pequeños que aquellos de las micelas cargadas por iones orgánicos/de metal. En PEUF, un polímero lineal soluble en agua con fuerte afinidad de enlace para iones de metal objetivo es agregado al agua contaminada. La solución resultante se hace pasar a través de una membrana de ultrafiltración (UF) con tamaños de poro más pequeños que aquellos de los complejos de ion metal-polímero. MEUF está basado en el uso de micelas enlazadas no covalentemente para extraer solutos orgánicos y/o enlazar iones de metal. Las micelas son estructuras dinámicas y flexibles con un tiempo de vida finito. Debido a esto, su tamaño, forma, capacidad de solubilización orgánica, capacidad de enlace de ion de metal y retención mediante membranas UF son muy sensibles a la concentración de surfactante y condiciones físicas-químicas de la solución (por ejemplo, pH, temperatura, fuerza iónica, etc.). Aunque el uso de soluciones micelares de copolímero ABA en bloque de alto peso molecular de surfactantes PEO-PPO-PEO podría reducir las pérdidas de surfactante a una cierta extensión (Richardson et al., (1999) J. Appl. Polym. Sci. 4:2290), la fuga de monómeros de surfactantes sigue siendo un problema mayor en el tratamiento de agua mediante MEUF.

En la mayoría de los casos, las soluciones de surfactante en procesos de MEUF no son muy selectivas y tienen relativamente bajo contenido de solutos orgánicos y capacidad de enlace de ion metálico. Por la mayor parte, solubilizan solutos orgánicos por medio de repartición en su núcleo hidrofóbico y enlazan iones de metal por medio de interacciones electrostáticas con sus grupos de cabeza cargados. Además, el desarrollo de soluciones surfactantes con actividad redox, catalítica y biocida sigue siendo un desafío principal. Así, el MEUF ha permanecido por la mayor parte como un proceso de separación con aplicaciones prácticas limitadas. El proceso de PSUF ha sido diseñado principalmente y evaluado para remover iones de metal de corrientes de agua de desperdicio contaminadas. PSUF utiliza polímeros lineales de alta masa molar tales como EDTA y macrociclos con grupos amina (por ejemplo, ciclams) que se enlazan comúnmente con solo un ion de metal por molécula. En tanto que los componentes de un sistema de filtración de MEUF son un tanto adaptables a diferentes grupos funcionales, el proceso PSUF no es fácilmente funcionalizable y ni MEUF ni PSUF han demostrado ser aptos de reacciones catalíticas. Debido a la demanda en marcha por agua limpia y limitaciones de los métodos actuales, hay una necesidad significativa en el arte por un nuevo proceso de filtración de agua con una capacidad más alta para aglutinar contaminantes, también como elementos que permiten que sea escalable, flexible y configurable para adaptarse a una variedad de diferentes necesidades de purificación de agua.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención revelada en la presente comprende un método para remover contaminantes del agua. Modalidades de la invención incluyen métodos de filtración de agua contaminada, que comprenden proporcionar una cantidad de agua contaminada, poner en contacto la cantidad de agua contaminada con una cantidad de un agente de dendrímero suficiente para enlazar por lo menos una porción de los contaminantes en la cantidad de agua contaminada para producir una cantidad de dendrímeros enlazados por contaminante y filtrar los dendrímeros enlazados al contaminante de la cantidad de agua contaminada, mediante lo cual se produce una cantidad de agua filtrada. Modalidades adicionales proporcionan métodos en donde por lo menos una porción de dendrímeros en el agente de dendrímero siguen estando sin enlazar por contaminantes y que comprende además filtrar los dendrímeros sin enlazar de la cantidad de agua contaminada. Todavía modalidades adicionales involucran filtrar los dendrímeros enlazados al contaminante comprenden utilizar un proceso seleccionado del grupo que consiste de presión, vacío, gravedad y combinaciones de los mismos . Otras modalidades proporcionan métodos en donde la filtración de los dendrímeros enlazados al contaminante incluyen además utilizar un filtro de filtración seleccionado del grupo que consiste de nanofiltros, ultrafiltros, microfiltros y combinaciones de los mismos. Otras modalidades proporcionan métodos en donde el agente de dendrímero comprende una cantidad de un tecto-dendrímero o un copolímero linear-dendrítico. Modalidades adicionales proporcionan métodos en donde el agente de dendrímero comprende una cantidad de un dendrímero seleccionado del grupo que consiste de dendrímeros de enlace de cationes, dendrímeros de enlace de aniones, dendrímeros de enlace de compuestos orgánicos, dendrímeros redox-activos, dendrímeros de enlace de compuestos biológicos, dendrímeros catalíticos, dendrímeros biocidas, dendrímeros de enlace viral, dendrímeros multifuncionales y combinaciones de los mismos . Ciertas modalidades de la invención proporcionan métodos en donde el dendrímero es un dendrímero de enlace de cationes que se enlaza a un metal que es seleccionado del grupo que consiste de cobre, cobalto, níquel, plomo, cadmio, zinc, mercurio, hierro, cromo, plata, oro, cadmio, hierro, paladio, platino, gadolinio, uranio, arsénico y combinaciones de los mismos. Otras modalidades son concernientes con métodos en donde los dendrímeros enlazados al contaminante son sometidos a una reacción de reciclado para separar por lo menos una porción de los contaminantes de por lo menos una porción de los dendrímeros enlazados al contaminante para producir una cantidad de contaminantes y una cantidad de dendrímeros sin enlazar y que comprende además reciclar la cantidad de dendrímeros sin enlazar. Otra modalidad de la invención es concerniente con un sistema de filtración de agua, que comprende una unidad de reacción que incluye una cantidad de un agente de dendrímero y una unidad de filtración en comunicación fluida con la unidad de reacción. Otras modalidades son concernientes con un sistema de filtración de agua en donde la unidad de filtración comprende un filtro seleccionado del grupo que consiste de nanofiltros, ultrafiltros, microfiltros y combinaciones de los mismos. Todavía modalidades adicionales son concernientes con un sistema de filtración de agua en donde la unidad de reacción y la unidad de filtración están integradas. Modalidades adicionales de la invención son concernientes con sistemas de filtración de agua en donde el agente de dendrímero comprende una cantidad de un tecto-dendrímero o copolímero linear-dendrítico. Modalidades adicionales son concernientes con un sistema de filtración de agua en donde el agente de dendrímero comprende una cantidad de un dendrímero seleccionado del grupo que consiste de dendrímeros de enlace de cationes, dendrímeros de enlace de aniones, dendrímeros de enlace de compuestos orgánicos, dendrímeros redox-activos, dendrímeros de enlace de compuestos biológicos, dendrímeros catalíticos, dendrímeros biocidas, dendrímeros de enlace viral, dendrímeros multifuncionales y combinaciones de los mismos . Todavía modalidades adicionales son concernientes con un sistema de filtración de agua que comprende una unidad de recuperación de dendrímero en comunicación fluida con la unidad de filtración y configurado para implementar una reacción de reciclado para reciclar una cantidad de dendrímeros . Otra modalidad es concerniente con un sistema de filtración de agua en donde la unidad de filtración y la unidad de recuperación de dendrímero están integradas. Ciertas modalidades de la invención son concernientes con un método para enlazar o aglutinar contaminantes en agua, que comprende proporcionar una cantidad de agua contaminada y poner en contacto el agua contaminada con un agente de dendrímero .

Otra modalidad es concerniente con un método en donde el agente de dendrímero comprende una cantidad de un dendrímero seleccionado del grupo que consiste de tecto-dendrímeros, copolímeros lineales-dendríticos, dendrímeros de enlace de cationes, dendrímeros de enlace de aniones, dendrímeros de enlace de compuestos orgánicos, dendrímeros redox-activos, dendrímeros de enlace de compuestos biológicos, dendrímeros catalíticos, dendrímeros biocidas, dendrímeros de enlace viral, dendrímeros multifuncionales y combinaciones de los mismos .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 muestra una modalidad de muestra de un sistema de filtración mejorado por dendrímero de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 2 muestra ejemplos de tipos diferentes de dendrímeros de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 3 muestra un ejemplo de un filtro soportado por sólido compuesto para purificación de agua contaminada mediante mezclas de cationes, aniones, solutos orgánicos/inorgánicos, bacterias y virus de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 4 muestra algunos ejemplos de estructuras de dendrímeros de PAMAM con núcleo de EDA y grupos terminales NH2 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 5A muestra la extensión de enlace de Cu (II) en soluciones acuosas a dendrímeros de núcleos de EDA G4-NH2 PAMAM co o función de la carga de dendrímero de ion de metal y pH de la solución de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 5B muestra la extensión de enlace de Cu (II) en soluciones acuosas a dendrímeros de G4-Ac (NHCOCH3) PAMAM como función de la carga de dendrímero de ion de metal y pH de la solución de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 6 muestra un modelo de dos sitios de absorción de Cu (II) mediante el dendrímero de G4-NH2 PAMAM en soluciones acuosas de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El ajuste del modelo fue graficado contra la extensión medida de enlace a temperatura ambiente y pH 7.0. La figura 7A muestra la retención del núcleo de EDA G3-NH2, G4-NH2 y dendrímeros de G5-NH2 PAMAM en soluciones acuosas como función del pH de la solución utilizando una membrana de celulosa regenerada de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 7B muestra la retención de G3-NH2 con núcleo de EDA, G4-NH2 y dendrímeros de G5-NH2 PAMAM en soluciones acuosas como función del pH de la solución utilizando una membrana de poliéter sulfona de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 8A muestra la retención de Cu (II) en soluciones acuosas de dendrímeros de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA como función el pH de la solución y el corte de peso molecular utilizando una membrana de celulosa regenerada de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 8B muestra la retención de Cu (II) en soluciones acuosas de dendrímeros de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA como función del pH de la solución y el corte de peso molecular utilizando una membrana de poliéter sulfona de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 8C muestra la retención de Cu (II) en soluciones acuosas de dendrímeros de G3-NH2 G4-NH2, y G5-NH2 PAMAM con núcleos de EDA como función del tipo de dendrímero y química de membrana de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 9A muestra el flujo de permeado en soluciones acuosas de Cu (II) + G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a pH 7 , con una membrana de celulosa regenerada de corte de 10 kD de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 9B muestra el flujo de permeado en soluciones acuosas de Cu (II) + dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA como función del pH de la solución y corte de peso molecular con una membrana de celulosa regenerada de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 9C muestra el flujo de permeado en soluciones acuosas de Cu (II) + dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA como función del pH de la solución y corte de peso molecular con una membrana de poliéter sulfona de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 9D muestra el flujo de permeado en soluciones acuosas de Cu (II) + dendrímeros de G3-NH2, G4-NH2 y G5-NH2 PAMAM con núcleo de EDA, a pH 7 con una membrana de poliéter sulfona, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 10A muestra el flujo de permeado normalizado en soluciones acuosas de Cu (II) + dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA como función del pH de la solución y corte de peso molecular con una membrana de celulosa regenerada de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 10B muestra el flujo de permeados normalizado en soluciones acuosas de Cu (II) + dendrímeros de G3-NH2, G4-NH2 y G5-NH2 PAMAM con núcleo de EDA, a pH 7 con una membrana de celulosa regenerada de corte de peso molecular de 10 kD de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 10C muestra el flujo de permeado normalizado en soluciones acuosas de Cu (II) + dendrímeros de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA como función del pH de la solución y el corte de peso molecular con una membrana de poliéter sulfona de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 10D muestra el flujo de permeado normalizado en soluciones acuosas de Cu (II) + dendrímeros de G3-NH2, G4-NH2 y G5-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a pH 7 con una membrana de poliéter sulfona de corte de peso molecular de 10 kD de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura llA muestra imágenes electrónicas de fase AFM de una membrana de celulosa regenerada limpia de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El área de exploración o área de barrido fue de 5 µm x 5 µm. La imagen es de la membrana de RC de 10 kD tal como es recibida. La figura 11B muestra imágenes electrónicas de fase AFM de una membrana de celulosa regenerada ensuciada de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El área de barrido fue de 5 µ x 5 µm. La membrana de RC de 10 kD fue expuesta a una solución acuosa de 1.23 x 10"5 moles/L de dendrímero de G4-NH2 PAMAM a pH 7.0. La figura 12A muestra una imagen de fase de AFM de una membrana de poliéter sulfona de 10 kD limpia tal como es recibida de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El área de barrido fue de 5 µm x 5 µm. La figura 12B muestra una imagen de fase AFM de una membrana de poliéter sulfona de 10 kD ensuciada que fue expuesta a una solución acuosa de 1.23 x 10~5 moles/L de dendrímero de G4-NH2 PAMAM a pH 7.0 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El área de barrido fue de 5 µm x 5 µm. La figura 13 muestra la extensión de enlace de Co(II) en soluciones acuosas de dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a temperatura ambiente como función del pH de la solución y carga de dendrímero de ion de metal de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 14 muestra la extensión de enlace de Ag(I) en soluciones acuosas de dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a temperatura ambiente como función del pH de la solución y carga del dendrímero de ion de metal de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 15 muestra la extensión de enlace de Fe (III) en soluciones acuosas de dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a temperatura ambiente como función del pH de la solución y carga del dendrímero de ion de metal de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 16 muestra la extensión de enlace de Ni (II) en soluciones acuosas de dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a temperatura ambiente como función del pH de la solución y carga del dendrímero de ion de metal de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 17 muestra la extensión de enlace de perclorato en soluciones acuosas de dendrímero de PPI con núcleo de DAB G5-NH2 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 18A muestra la extensión de enlace de Fe (III) en soluciones acuosas de dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a temperatura ambiente y pH = 7.0 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 18B muestra el enlace fraccional de Fe (III) en soluciones acuosas de dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a temperatura ambiente y pH = 7.0 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 19A muestra la deshalogenación reductiva de policloroetileno en soluciones acuosas de nanocompuestos de Fe(0) dendrímero G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Los diamantes representan las cantidades de policloroetileno y los cuadrados representan las cantidades de tetracloroetileno. La figura 19B muestra la deshalogenación reductiva de policloroetileno en soluciones acuosas con Fe(0) en ausencia de dendrímeros de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Los diamantes representan las cantidades de policloroetileno y los cuadrados representan las cantidades de tetracloroetileno.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención revelada en la presente es concerniente con un nuevo proceso útil para la remoción de contaminantes del agua. El proceso, denominado como "filtración mejorada por dendrímero" (DEF) usa macromoléculas dendríticas o dendrímeros y una etapa de filtración para producir agua filtrada. El proceso DEF como se muestra en la figura 1, es estructurado alrededor de tres operaciones unitarias: 1. una unidad de reacción, 2. una unidad de filtración y 3. una unidad de recuperación de dendrímero. En la unidad de reacción (103), agua contaminada (102) es mezclada con una solución de polímeros dendríticos funcionalizados (101) para llevar a cabo cualquiera de un número de reacciones específicas de interés, en las que se incluyen quelación de ion metálico, solubilización de compuesto orgánico, oxidación-reducción de contaminante, hidrólisis de contaminante, enlace de . aniones y desinfección microbiana/viral. Enseguida de la consumación del enlace de los contaminantes y/o la reacción, la solución resultante se hace pasar a través de un filtro en la unidad de filtración (105), produciendo una cantidad de agua tratada (106). Una bomba (104) o una pluralidad de bombas (no mostradas) pueden ser usadas en una diversidad de etapas diferentes del proceso para promover el flujo de los componentes de reacción a varias regiones del sistema. Las soluciones de dendrímero cargadas de contaminante son enviadas subsecuentemente a una unidad de recuperación de dendrímero opcional (107), en donde los polímeros dendríticos y si se desea, los contaminantes que fueron enlazados a los dendrímeros (108) son recuperados. Los dendrímeros reciclados pueden ser reciclados de regreso a la unidad de reacción (109) . Los contaminantes recuperados pueden de otra manera ser desechados o utilizados. El término "sistema" (100) se refiere al proceso de DEF global, el cual puede tener cualquier número o combinación de algunos o todos los componentes descritos anteriormente o posteriormente en la presente. Los dendrímeros son una molécula útil para este propósito. A diferencia de las soluciones de surfactante micelares, las soluciones acuosas de polímeros dendríticos contienen nanoes tructuras globulares covalentemente. Debido a su polidispersidad y forma globular persistente en un amplio intervalo de solución y concentración de electrolito de fondo, la fuga de polímeros dendríticos a través de membrana de filtración con el corte de peso molecular apropiado (MWCO) es altamente improbable. Los polímeros dendríticos también tienen mucha menos tendencia a pasar a través de membranas de filtración de los polímeros lineales de masa molar similar debido a su polidispersidad mucho más pequeña y forma globular. Mientras que la viscosidad intrínseca de un polímero lineal se incrementa con su masa molar, aquella de un dendrímero disminuye a medida que adopta una forma globular molar a concentraciones más altas (Fréchet y Tomalia, (2001) Dendrimers and other Dendritic Polymers; John Wiley and Sons). Debido a esto, los dendrímeros tienen una viscosidad intrínseca mucho más pequeña que los polímeros lineales con masa molar similar. Así, presión de operación comparativamente más pequeña, consumo de energía y pérdida de ligandos mediante rompimiento mecánico inducido por esfuerzo cortante se puede obtener con dendrímeros en sistemas de filtración impulsados por presión de flujo cruzado/ tangencial usados comúnmente en purificación de agua. Los polímeros dendríticos pueden ser diseñados para incorporar una amplia variedad de grupos funcionales diferentes que facilitan el enlace y/o reacción con un amplio intervalo de diferentes tipos de contaminantes. La tabla 1 muestra algunos ejemplos de tipos diferentes de grupos reactivos de dendrímero y sus contaminantes objetivo; la lista no se propone ser exhaustiva.

Tabla Grupos activos de dendrímero, contaminantes objetivo y sistema de reciclado El término "dendrímero" o "macromolécula dendrítica" se refiere a macromoléculas globulares 3D que pueden tener tres componentes enlazados covalentemente: un núcleo, celdas de ramificación interiores y celdas de ramificación terminales. Para el propósito de esta solicitud, los dendrímeros incluyen polímeros hiper-ramificados, polímeros dendri-injertos, tecto-dendrímeros, dendrímeros de núcleo-envolvente (tecto) dendrímeros, copolímeros lineales-dendríticos híbridos, polímeros desdronizados, conjuntos supramoleculares a base de dendrímero y partículas sólidas dendrímero-funcionalizadas . La figura 2 muestra algunos ejemplos de diferentes tipos de dendrímeros. Pueden ser funcionalizados con grupos superficiales que lo hacen soluble en medios apropiados o facilitan su anexión a superficies apropiadas. Pueden ser dendrímeros bioactivos, como se definen más tarde en la presente. El término "agente de dendrímero" se refiere a una composición química que contiene dendrímeros. El agente de dendrímero puede comprender un solo dendrímero con una sola funcionalidad, un solo dendrímero con múltiples funcionalidades, una mezcla de dendrímeros, dendrímeros que han sido reticulados a otros dendrímeros (tecto-dendrímeros o megámeros) y dendrímeros que han sido enlazados covalentemente a polímeros para producir copolímeros lineales-dendríticos o polímeros lineales desdronizados . Un agente de dendrímero puede también incluir soluciones reguladoras del pH, sales, estabilizadores o ingredientes inertes y pueden ser provistos en una diversidad de formas, en las que se incluyen pero no limitadas a sólidos, soluciones, suspensiones, geles, semi-líquidos y pastas aguadas. Como se reconocerá por el experimentado en el arte, hay una variedad de diferentes composiciones de agentes de dendrímero que serían apropiados para el sistema y por consiguiente caerían en el alcance de la presente invención. Un tipo útil de dendrímero es un dendrímero de poli (amidoamina) (PAMAM) con un núcleo de etilendiamina (EDA) . Los dendrímeros de PAMAM poseen grupos nitrógeno y amida funcionales dispuestos en patrones "ramificado sobre ramificado" regulares que son exhibidos en números geométricamente progresivos como función del nivel de generación (figura 2) . La alta densidad de ligandos de nitrógeno encerrados dentro de un recipiente a nanoescala hace a los dendrímeros de PAMAM particularmente atractivos como agentes quelantes de alta capacidad para iones de metal en soluciones acuosas. Dendrímeros de PAMAM disponibles comercialmente pueden ser usados para desarrollar agentes quelantes eficientes, efectivos en el costo y aceptables ambientalmente para remover arsénico, cadmio, cromo, cobre, plomo, mercurio y el ion fluoruro tóxico (F~) del agua contaminada. Para este fin, dendrímeros G3 terminado en NH2, G4 y G5 PAMAM con un núcleo de etilendiamina (EDA) se pueden hacer reaccionar con los reactivos apropiados para integrar dendrímeros de PAMAM con varios grupos terminales que son optimizables y tienen especificidades de enlace que apuntan a iones de metal tóxico y contaminantes inorgánicos . Los grupos terminales de dendrímero pueden incluir hidróxido, acetamida, carboxilato, fosfonato, sulfonato y amina cuaternaria (metilo) . En todos los casos, las composiciones químicas de los dendrímeros modificados en la superficie pueden ser verificados mediante espectroscopia de FTIR/13C NMR y cromatografía de exclusión de tamaño. Ls masas molares de los dendrímeros de PAMAM modificados en la superficie pueden ser determinadas mediante espectrometría de masas (MS) de desorción por láser auxiliada por matriz (MALDI) -tiempo de vuelo (TOF) y electroforesis de gel . Un sistema para llevar a cabo el proceso DEF puede comprender un número de diferentes componentes o unidades. El término "unidad de reacción" se refiere a un componente de un sistema de filtración de agua en donde los dendrímeros y agua contaminada son mezclados . La unidad de reacción puede contener un solo tipo de dendrímero o una mezcla de diferentes tipos de dendrímeros, también como dendrímeros multifuncionales. En algunos casos, los dendrímeros y el agua contaminada sufren una reacción, tal como enlace o catálisis y la unidad de reacción puede ser sometida a reacciones que facilitan tal reacción. Tales condiciones incluyen pero no están limitadas a temperatura elevada o reducida y pH elevado o reducido. Como se usa en la presente, el término "agua contaminada" se refiere a agua que contiene una sustancia o contaminante que se enlaza a o sufre una reacción catalizada por un dendrímero. Sustancias posibles incluyen pero no están de ninguna manera limitadas a iones de metal, aniones, compuestos orgánicos, bacterias, virus y compuestos biológicos tales como proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos. Los contaminantes son frecuentemente compuestos químicos tóxicos encontrados en el medio ambiente que necesitan ser separados del agua con el fin de hacerla potable. Ejemplos de compuestos tóxicos que pueden ser removidos o tratados por un sistema DEF incluyen cobre, policloroetlleno, perclorato, arsenato, cromo y plomo. El término agua "tratada" o agua "filtrada" se refiere a agua de la cual los contaminantes han sido removidos o modificados catalíticamente. El término "unidad de filtración" se refiere a un componente de un sistema de filtración de agua en donde el agua contaminada que ha sido puesta en contacto con un agente de dendrímero es filtrada de tal manera que el agua y contaminantes libres son filtrados, pero los dendrímeros y dendrímeros contaminantes enlazados son retenidos sobre un lado. También puede ser denominada como una "unidad de recuperación de agua limpia" . El filtro en la unidad de filtración es denominada como el "filtro de unidad de filtración" . La solución que pasa a través de la membrana es denominada como el "filtrado". El objetivo de la unidad de filtración es producir agua "limpia"; agua de la cual una cantidad mensurable y en algunos casos cantidades sustanciales de contaminantes han sido removidos por los dendrímeros. Está dentro del alcance de la solicitud tener la unidad de reacción integrada con la unidad de filtración. Como se usa en la presente, el término "integrado" se refiere a múltiples componentes que están interconectados mecánicamente tal como en una sola unidad física. El término "filtro" se refiere a una entidad que es frecuentemente una barrera física, que retiene algunas moléculas o compuestos en tanto que permite que otros pasen a través de la misma. En algunos casos, la selección de lo que pasa a través del filtro está basada en el tamaño; por ejemplo, un filtro retiene compuestos más grandes y moléculas más grandes en tanto que permite que moléculas más pequeñas pasen a través de la misma. Un ejemplo de un filtro a base de tamaño simple es una membrana porosa. Los sistemas a base de membrana pueden ser apropiados para uso en DEF, ya que una membrana puede ser usada que tiene un tamaño de poro más pequeño que los dendrímeros, de tal manera que los dendrímeros y dendrímeros con contaminantes enlazados son retenidos por la membrana, en tanto que el agua de la cual los contaminantes han sido removidos pasa a través de un filtrado. Un tipo alternativo de filtro es uno en el cual la entidad de filtración está en contacto con un soporte sólido o matriz. En esta situación, los dendrímeros pueden ser anexados a o depositados sobre una superficie de una matriz sólida. Por ejemplo, con dendrímeros de PAMAM, la química de los grupos terminales puede ser usada para anexar ya sea covalentemente o no covalentemente los dendrímeros a un soporte sólido. El agua contaminada es proporcionada al conjunto de dendrímero/matriz y ocurre el enlace de los contaminantes al dendrímero. El agua de la cual por lo menos una porción de los contaminantes ha sido removida es producida. Los filtros de soporte sólido pueden incluir una diversidad de dendrímeros diferentes y tipos de dendrímero, en los que se incluyen pero de ninguna manera limitados a ligandos selectivos de catión/anión, iones y grupos de metal redox activos, iones y grupos de metal catalíticamente activos, cavidades hidrofóbicas y agentes bioactivos. Un ejemplo de un filtro de soporte sólido es mostrado en la figura 3. Así, el término "filtro" abarca pero no está limitado a membranas y filtros de soporte sólido. También es posible que un sistema tenga tanto un filtro de membrana como un filtro de soporte sólido en la misma unidad o en unidades separadas puestas en operación en paralelo o en serie. El proceso de filtración, que separa los dendrímeros libres y los dendrímeros enlazados por contaminante del agua filtrada, puede ser impulsado por presión, vacío o gravedad. Si se usa presión, puede ser aplicado al lado de la membrana que contiene los dendrímeros para incrementar el flujo del filtrado a través de la membrana. La presión puede ser generada mediante la adición de presión de gas o puede ser aplicada mecánicamente. Se puede aplicar un vacío al lado de la membrana opuesto al lado que contiene el dendrímero, para incrementar la velocidad de flujo del otro lado de la membrana. La filtración puede también ocurrir mediante gravedad simple. Además, se pueden usar combinaciones de presión, vacío y gravedad. Dependiendo del tamaño y tipo de los dendrímeros usados en el sistema, el tamaño de poro de filtro puede variar. Ejemplo de diferentes tamaños de filtro son como sigue: nanofiltros, usados para nanofiltración (NF) , ultrafiltros, usados para ultrafiltración (UF) , y microfiltros, usados para microfiltración (MF) . Los nanofiltros pueden tener un tamaño de poro que es menor de aproximadamente 2 nanómetros (nm) de diámetro. Los ultrafiltros pueden tener un tamaño de poro que fluctúa de aproximadamente 2 a 20 nm, que pueden ser útiles para dendrímeros no reticulados. Los microfiltros pueden tener membranas con poros mayores de 20 nm, que pueden ser particularmente útiles para retener dendrímeros reticulados (tecto-dendrímeros) o megámeros. En general, el tamaño de poro más grande de membranas de MF permite velocidades de flujo más rápidas que las membranas de UF y NF .

La "unidad de recuperación de dendrímero" o "unidad de reciclado" es un componente de un sistema de filtración de agua, en donde por lo menos una porción de los contaminantes que fueron enlazados a los dendrímeros anteriormente en el proceso son luego separados de los dendrímeros, produciendo una cantidad de dendrímeros sin enlazar y una cantidad de contaminante. Enseguida de la remoción de los contaminantes de los dendrímeros, los dendrímeros pueden ser reutilizados en rondas futuras de filtración de agua. Adicionalmente, los contaminantes pueden ser recuperados en el proceso de reciclado. En algunas circunstancias, tales como con metales valiosos como cobre, la recuperación de los "contaminantes" puede ser especialmente deseable. El término "reacción de reciclado" se refiere a cualquier proceso mediante el cual los dendrímeros enlazados a los contaminantes son reciclados, recuperados, regenerados o devueltos de otra manera a un estado que es útil para enlazar contaminantes . En casos en donde la capacidad de enlace de los dendrímeros excede la cantidad de contaminantes en la solución, dejando mediante esto una porción de dendrímero sin enlazar enseguida de la etapa de unidad de reacción, los dendrímeros sin enlazar pueden ser sometidos a una reacción de reciclado junto con los dendrímeros enlazados al contaminante. El tipo de reacción de reciclado usada depende de la naturaleza de la interacción entre el contaminante y el dendrímero. Los procesos de reciclado apropiados para varios tipos de dendrímero son descritos posteriormente en la presente; aunque aquel de habilidad en el arte reconocerá fácilmente un número de variaciones y procesos adicionales que pueden ser implementados fácilmente y son considerados para estar dentro del alcance de la presente invención. La reacción de reciclado puede tomar lugar en la unidad de recuperación de dendrímero o en un sistema integrado, tal como uno en donde la unidad de filtración y la unidad de recuperación de dendrímero comparten la misma membrana o filtro. En muchos casos, es útil formular mezclas de polímeros dendríticos con diferentes funcionalidades para tratar agua contaminada mediante mezclas multicomponentes de contaminantes químicos y biológicos. En casos en donde se usan agentes de dendrímeros de multicomponentes, puede ser deseable tener múltiples unidades de recuperación de dendrímero, aunque esto no es requerido. Si se usan múltiples unidades de recuperación de dendrímero, pueden ser configuradas en serie o en paralelo. En algunos casos, puede no ser posible o deseable reciclar los dendrímeros. Por ejemplo, si los componentes que están enlazados en los dendrímeros en la unidad de reacción radioactivos o poseen alguna otra clase de peligro ambiental, puede ser deseable que los dendrímeros enlazados a contaminante sean usados solamente una vez . También es posible y está dentro del alcance de la presente invención tener sistemas en donde la unidad de filtración y la unidad de recuperación de dendrímero están integradas o son una sola unidad. En el caso de un filtro de membrana, una sola membrana puede ser usada en ambos procesos. En el caso de un filtro de soporte sólido, la misma unidad puede ser sometida a diferentes condiciones para promover ya sea la retención o recuperación de contaminantes . Hay muchos tipos de procesos de tratamiento de agua y dentro de estos procesos de tratamiento, hay muchas etapas en donde es deseable remover contaminantes específicos del agua. La Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos de América está evaluando un diversidad de sistemas de purificación de agua alternativos para comunidades pequeñas (US EPA (1998) Office of Water Report EPA 815-R-98-002) . Estas incluyen plantas de tratamiento por paquetes (esto es, sistemas de tratamiento de agua compactos ensamblados en fábrica y preparados para uso) , unidades de tratamiento de punto de entrada (POE) y punto de uso (POU) diseñadas para procesar cantidades pequeñas de agua que entra a una unidad dada (por ejemplo, edificio, oficina, casa, etc.) o una llave/grifo específico dentro de la unidad. Los procesos de DEF y sistemas que comprenden los métodos de DEF de la invención son fácilmente adaptables para estos tipos de sistemas de tratamiento de agua. Los procesos de DEF y sistemas tienen el potencial de ser flexibles, reconfigurables y escalables. El proceso es escalable; está limitado solamente por muy pocos factores (por ejemplo, por el tamaño o número de filtros o membranas) como se apreciará fácilmente por aquellos de habilidad en el arte. La flexibilidad de DEF es ilustrada por su adaptabilidad a un procedimiento de diseño modular. Los sistemas de DEF pueden ser diseñados para ser "invariantes en elementos físicos" y así reconfigurables en la mayoría de los casos al simplemente cambiar el sistema de recuperación de agente de dendrímero y dendrímero para los contaminantes objetivo. Así, DEF puede ser usado en sistemas de tratamiento de agua a base de membrana móvil pequeño también como sistemas de tratamiento más grandes y fijos y un huésped de otras aplicaciones comerciales, residenciales e industriales. La filtración mejorada por dendrímero es una herramienta útil para remover cationes de soluciones acuosas.

Más específicamente, se pueden usar dendrímeros para formar complejos con iones de metal. Diallo et al. (Diallo, M.S. et al. (2005), Envir. Sci. Technol., 39:1366-1377), han demostrado recientemente que DEF es más efectivo que la ultrafiltración soportada por polímero (PSUF) en la recuperación de iones de metal tales como Cu (II) del agua contaminada. En PSUF, un polímero lineal soluble en agua con fuerte afinidad de enlace por los iones de metal objetivo es agregado al agua contaminada [Geckeler, K. E y Volcheck. K. (1996). Envir. Sci. Technol., 30:725-734., Juang R. S. y Chen, M. N. (1997), Ind. Eng. Chem., 36:179-186., Juang R. S. y Chiou, C. H. (2000), J. Membrane Sci., 177:207-214]. La solución resultante se hace pasar a través de una membrana de ultrafiltración con tamaños de poro más pequeños que aquellos de los complejos de ion de metal-polímero. El acomple j amiento de ion de metal es una reacción ácido-base que depende de varios parámetros en los que se incluyen (i) tamaño de ion metálico y acidez, (ii) basicidad de ligando y arquitectura molecular y (iii) condiciones físicas-químicas de la solución. Tres aspectos importantes de química de coordinación son el principio de ácidos y bases fuertes y suaves (HSAB), el efecto de quelato y el efecto macrocíclico (Martell y Hancock, (1996) Metal Complexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: New York) . El principio de HSAB proporciona "regla de dedo" para seleccionar un ligando efectivo (esto es, base de Le is) para un ion de metal dado (esto es, ácido de Lewis) . La tabla 2 muestra los constantes de enlace de iones de metal a ligandos no indentados seleccionados. El ligando OH" es representativo de ligandos con donadores de O "duros" cargados negativamente tales como carboxilato, fenolato, hidroximato, etc. (Martell y Hancock, (1996) Metal Copplexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: New York., Hancock y Martell (1996) J. Chem. Edu. 73:654). Inversamente, NH3 es representativo de ligandos con donadores de N saturados "duros" (por ejemplo, aminas alifáticas) ,- en donde el imidazol es representativo de la "frontera" de ligandos duros/blandos con donadores N insaturados (Martell y Hancock, (1996) Metal Complexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: New York) . El grupo mercaptoetanol (HOCH2CH2S~) , por otra parte, es representativo del ligando con donadores "suaves" tales como tioles (Martell y Hancock, (1996) Metal Camplexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: New York., Hancock y Martell (1996) J. Chem. Edu. 73:654). Tabla 2. Constantes de enlace de iones de metal selectos a ligandos unidentados Consistente con el principio de HSAB, la tabla 2 muestra que iones de metal blandos tales como Hg(II) y Au(I) tienden a formar complejos más estables con ligandos que contienen donadores de S. Inversamente, los iones de metal duros tales como Fe (III) tienden a preferir ligandos duros con donadores de 0; mientras que los iones de metal duros/blandos de frontera tales como Cu (II) se pueden enlazar con ligandos suaves/duros que contienen donadores de N, 0 y S dependiendo de su afinidad específica hacia los ligandos. El efecto de quelato es predicado en el hecho de que los iones de metal forman complejos más estables termodinámicamente con ligandos que contienen muchos átomos donadores que con ligandos unidentados (Martell y Hancock, (1996) Metal Complexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: New York) . Inversamente, el efecto macrocíclico resalta el hecho de que los iones de metal tienden a formar complejos termodinámicamente más estables con ligandos que contienen cavidades preorganizadas revestidas con donadores (esto es, bases de Lewis) que con ligandos multidentados y unidentados (Martell y Hancock, (1996) Metal Complexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: New York) . Las macromoléculas dendríticas proporcionan arquitectura de ligando y química de coordinación para la quelación de metal . Aunque los macrociclos y sus análogos de "cadena abierta" (ligandos unidentados y polidentados) han demostrado formar complejos estables con una variedad de iones de metal (Martell y Hancock, (1996) Metal Complexes in Aqueous Sol utions; Plenum Press; New York) , su capacidad de enlace limitada (esto es, complejos 1:1 en la mayoría de los casos) es un impedimento mayor a su utilización como agentes quelantes de alta capacidad para separaciones ambientales tales como purificación de agua. Sus pesos moleculares relativamente bajos también impiden su recuperación efectiva de agua de desperdicio por las técnicas a base de membrana de bajo costo (por ejemplo, ultrafiltración y nanofiltración) . Durante los últimos 10 años, esfuerzos de investigación sustancial han sido dedicados a la evaluación de los dendrímeros de poli (amidoamina) (PAMAM) disponibles comercialmente de Dendritic Nanotechnologies (DNT) y Dendritech, y los dendrímeros de poli (propilenimina) iminas (PPI) ASTROMOL de DSM como (i) agentes quelantes de alta capacidad, (ii) portadores de agente de contraste de ion de metal para la formación de imagen de resonancia magnética y (iii) plantillas para la síntesis de nanopartículas que llevan metal con actividad electrónica, óptica y catalítica. Estos estudios proporcionan datos clave y discernimiento a la selección de dendrímeros solubles en agua y reciclables con alta capacidad de enlace y selectividad hacia un amplio intervalo de iones de metal en los que se incluyen Cu (II), Ni(ll), C?(II), Pd(II), Pt(II), Zn(II), Fe (III), C?(III), Gd(III), U(VI), Ag(I), Au(I), etc. Otros polímeros dendríticos disponibles comercialmente que podrían ser usados como agentes quelantes de ion de metal incluyen: 1. Los dendrímeros fosforosos solubles en agua disponibles de Dendrichem y 2. los polímeros hiperramificados de amida de poliéster HYBRANE™ de DSM. También aplicable a la presente invención es el desarrollo reciente de una ruta química de chasquido para la síntesis de dendrímeros Priostar de bajo costo mediante DNT. De acuerdo con DNT, este método sintético permitirá "la introducción y control de seis parámetros de diseño de nanoestructura críticos que pueden ser usados para diseñar más de 50,000 diferentes variaciones mayores de tamaños, composiciones, funcionalidades de superficie y espacios de nanorecipiente interior que se espera que ofrezcan nuevas propiedades para uso en una amplia variedad de aplicaciones comerciales" . Además, los dendrímeros de Priostar pueden proporcionar un amplio intervalo de agentes quelantes dendríticos de bajo costo y alta capacidad/selectividad reciclables para purificación de agua; son apropiados para uso en relación con modalidades alternativas de la presente invención y así se consideran estar dentro del alcance de la misma. La tabla 3 proporciona una lista de algunos, pero no todos, los polímeros dendríticos disponibles comercialmente que pueden ser usados como agentes quelantes de alta capacidad y reciclables para purificación de agua mediante filtración mejorada por dendrímero de acuerdo con varias modalidades de la presente invención. Tabla 3: Polímeros dendríticos disponibles comercialmente que pueden ser usados como agentes quelantes de alta capacidad y reciclables para purificación de agua mediante filtración mejorada por dendrímero (DEF) En tanto que una diversidad de reacciones de reciclado apropiadas pueden ser efectivas para regenerar dendrímeros de enlace de ion de metal, ciertas modalidades comprenden la protonación de los ligandos de dendrímero al disminuir el pH. La filtración mejorada por dendrímero es una herramienta útil para remover solutos orgánicos de soluciones acuosas. La liberación de compuestos orgánicos antropogénicos (por ejemplo, solventes, tintes, plásticos, herbicidas, pesticidas y farmacéuticos) al medio ambiente tiene un impacto mayor sobre la calidad del agua en todo el mundo (Schwarzenbach, et al. (2003), Environmental Organic Chemistry, 2a Ed. ) Debido a que las micelas proporcionan un nanoambiente compartible para la repartición de solutos orgánicos, las soluciones acuosas de surfactantes por encima de su concentración de micela crítica (CMC) pueden mejorar significativamente la solubilidad de contaminantes orgánicos en agua (Diallo, M. S. (1995), Solubiliza tion of Nanoaqueous Phase Liquids on Their Mixtures In Micellar Solutions of Ethoxyla ted Nonionic Surfactants, PhD Dissertation, Universidad de Michigan, Pennel, K. D. et al. (1997), Environmental Science and Technology, 31:1382., Diallo, M. S., et al. (1994), Environmental Science and Technology, 28:1829) . Varios investigadores han evaluado la utilización de soluciones de surfactantes micelares para remover contaminantes orgánicos de agua freática contaminada y agua de desperdicio industrial (Dunn, R. 0., Jr., et al. (1985), Sep . Sci . Technol . , 20:257-284., Purkait, M. K., et al., (2005), J. Membr. Sci . 250:47-59., Purkait, M. K. et al. (2005), J". Coil . Interf . Sci . , 285:395-402). En un proceso de ultrafiltración mejorado micelar (MEUF) , un surfactante o un copolímero en bloque anfifílico es agregado al agua contaminada (Dunn, R. O., Jr., et al. (1985), Sep. Sci . Technol . , 20:257-284., Purkait, M. K. , et al., (2005), J. Membr. Sci . , 250:47-59., Purkait, M. K., et al. (2005), J\ Coil . Interf . Sci . , 285:395-402). Luego la solución micelar acuosa resultante se hace pasar a través de una membrana de ultrafiltración con tamaños de poro más pequeños que aquellos de las micelas cargadas por compuestos orgánicos. Las micelas son agregados no enlazados covalentemente; así, su capacidad de solubilización, tamaño (esto es, número de agregación, volumen de núcleo micelar, etc.), forma (esto es, esférica contra cilindrica) y estabilidad (esto es, agregación contra separación) dependen a una gran extensión en las condiciones físico-químicas de la solución (por ejemplo, concentración de surfactante, temperatura, pH, etc.). Debido a que la micelización involucra energías libres del orden de 10 RT (en donde R es la constante de gas ideal y T es la temperatura de la solución) , las micelas tienden a ser estructuras dinámicas y flexibles con tiempo de vida finito (Puwada, S. y Blankschtein, D. , (1990), J. Chem . Phys . , 92:3710-3724., Israelachvili, J. N. (1992), Intermolecular and Surface Forces, 2a Ed. ) . Esto hace su separación de soluciones de surfactante acuosas mediante ultrafiltración mucho más desafiante. Las moléculas dendríticas, por otra parte, pueden ser diseñadas y sintetizadas como imitaciones de micela estables y enlazadas covalentemente que pueden encapsular o enlazar solutos orgánicos en soluciones acuosas y no acuosas (Zeng F. y Zimmerman, S. (1997), Chem . Rev. , 1681., Bosman, A. W., et al. (1999), Chem . Rev. , 99:1665., Tomalia, D. A., et al. PNAS, 99:5081-5087). Debido a la forma globular persistente y baja polidispersidad, estas imitaciones de micelas pueden ser fácilmente separadas de soluciones acuosas mediante UF, NF, MF. Tomalia et al (Tomalia, D. A., et al. (1990), Angew. Chem . , 102, 119) estuvieron entre los primeros investigadores para establecer que macromoléculas dendríticas tales como dendrímeros de PAMAM pueden encapsular solutos orgánicos. Combinaron exitosamente mediciones de relajación de RMN 13C para demostrar que los dendrímeros de G4.5 (G4-COONa) y G5-NH2 PAMAM pueden encapsular moléculas orgánicas tales como ácido acetilsalicílico y ácido 2,4-diclorofenoxiacético en cloroformo. Pistolis et al.

(Pistolis, G. , et al. (1997), Langmuir, 13:5870) combinaron la absorción de UV-VIS y espectroscopia de fluorescencia para investigar la solubilización de pireno en soluciones acuosas de dendrímeros GO, Gl, y G2 PAMAM. Encontraron que la cantidad de pireno solubilizado se incrementa linealmente con la generación de dendrímero. Watkins et al. (1997, Langmuir, 13:5870) han evaluado las interacciones de nilo rojo (una sonda que fluorece intensamente en lípidos hidrofóbicos y solventes orgánicos) con una serie de dendrímeros de PAMAM modificados que fueron preparados al reemplazar su núcleo de EDA con diaminoalcanos . Sus mediciones de los espectros de fluorescencia de sonda en soluciones acuosas diluidas de los dendrímeros de PAMAM modificados mostraron emisión significativa por el dendrímero G3(C12) (esto es, generación de 3 G3 con un núcleo de diaminoalcano C12) . Newkome et al (Kewkome, G. R., et al. (1991), Angew. Chem., 30:1178) han sintetizado un dendrímero con un núcleo de alcano y 36 grupos terminales carboxilo que se pueden enlazar a sondas hidrofóbicas tales como azul de fenol, 7-clorotetraciclina y dif enilhexatrieno en soluciones acuosas. Hawker et al. (Hawker, C. J., et al., (1993) . J". Chem. Soc. Perkin. Trans., 1287) también reportaron la síntesis de un dendrímero con un núcleo de éter pol iaromático y 32 grupos terminales carboxilo que pueden solubilizar compuestos orgánicos hidrofóbicos tales como pireno y 2 , 3 , 6, 7-tetranitrofluorenona en soluciones acuosas . Macromoléculas dendríticas tales como dendrímeros de PAMAM pueden también solubilizar compuestos orgánicos por medio de interacciones específicas con sus grupos amino. Kleinman et al. (Kleinman, M. H., et al. (2000), J. Phs . Chem . , B 104:11472-11479) han demostrado que el 2-naftol se enlaza preferiblemente a grupos amina terciaria dentro de interior del dendrímero. Más recientemente, Caminade y Majoral (Caminade, A. M. y Majoral, J. P. (2005), Progr . Polym . Sci . , 30:491-505) han descrito la preparación de dendrímeros de fósforo solubles en agua que pueden enlazar solutos orgánicos. Estos resultados demuestran que moléculas dendríticas pueden ser usada como imitaciones de micela que son útiles para recuperar solutos orgánicos de soluciones acuosas mediante filtración mejorada por dendrímero (DEF) . Un número de diferentes agentes de dendrímero pueden ser apropiados para uso en un sistema de DEF que está configurado para remover solutos orgánicos de solución acuosa. La tabla 4 enlista algunos fabricantes que producen dendrímeros que pueden ser usados. Los dendrímeros que son útiles en este sistema pueden tener un núcleo hidrofóbico o exterior hidrofóbico, también como un núcleo hidrofílico o un exterior hidrofílico. La absorción de solutos orgánicos mediante moléculas dendríticas de soluciones acuosas puede ocurrir por medio de varios mecanismos en los que se incluyen: 1. repartición hidrofóbica al núcleo/envolvente micelar 2. Enlace de hidrógeno a los grupos internos y terminales de macromolécula y 3. interacciones específicas con los grupos internos y terminales de macromolécula. La reacción de reciclado para el enlace de compuesto orgánico puede variar de acuerdo a como los compuestos son enlazados al dendrímero. Algunos procesos de reciclado posibles incluyen pero no están limitados a (1) separación con aire o extracción de vacío de los solutos orgánicos enlazados, (2) per-vaporación de los solutos orgánicos enlazados, (3) liberación de los solutos orgánicos enlazados mediante protonación o desprotonación de los imitadores de micela dendríticos seguido por UF o NF y (4) extracción de los solutos orgánicos enlazados utilizando un solvente, en los que se incluyen solventes "verdes" tales como líquidos iónicos.

Tabla 4. Macromoléculas dendríticas disponibles comercialmente pueden ser usadas como imitadores de micela dendríticos para purificación de agua mediante filtración mejorada por dendrímero (DEF) Los dendrímeros en un sistema de filtración mejorado por dendrímero pueden ser usados para facilitar oxidaciones, reducciones o transformaciones químicas de contaminantes en el agua. La contaminación de agua freática por contaminantes orgánicos e inorgánicos se ha convertido en un problema mayor en los Estados Unidos de América. En un estudio llevado a cabo por el Consejo de investigación nacional, el número de sitios con agua freática contaminada se ha estimado que fluctúa de 300,000 a 400,000 (National Research, Council (1997) Innova t ions in Groundwater and Soil Cleanup : From Concept to Commercialization . National Academy press, Washington D.C.). los contaminantes en agua freática incluyen alquenos clorados tales como percloroetileno (PCE) , poli (nitroaromáticos) tales como 6-trinitrotolueno (TNT) ) y iones de metal redox activos y aniones tales como Cr(VI) y N03. Sin embargo, la mayoría de estos compuestos pueden sufrir transformaciones reductivas, oxidantes y catalíticas en soluciones acuosas . Dendrímeros funcionalizados que promueven tales transformaciones pueden ser usados como medios reactivos para la remediación de agua freática y agua de superficie contaminada por solutos orgánicos e inorgánicos. Debido a su tamaño bien definido, forma y composición molecular, las macromoléculas dendríticas proporcionan oportunidades para desarrollar una nueva generación de nanopartículas redox-activas y catalizadores para la purificación de agua contaminada por solutos orgánicos e inorgánicos reactivos . Como se usa en la presente, el término "redox" se refiere a reacciones químicas que involucran pérdida de uno o más electrones por una molécula (oxidación) y ganancia simultánea por otra (reducción) . Un número de catalizadores dendríticos redox activos han sido sintetizados y caracterizados que serían útiles en un sistema de filtración de agua de DEF. Estos incluyen dendrímeros con grupos terminales de ferroceno que pueden oxidar glucosa o reducir nitrados (As ruc y Chardac, (2001) Chem . Rev. 101:2991; Ooe, M et al. (2004). J. Am . Chem . Soc. 126:604; Astruc, D. et al. (2003). Macromolecular Symposia . 196:1). Knapen et al. (1994) (Nature . 372:659) han reportado la preparación de dendrímeros de carbosilano con grupos terminales diaminoarilníquel (II) y han encontrado que los dendrímeros ?i(II) funcionalizados catalizan la adición de Karsch de tetraclorometano a metacrilato. Vassilev y Ford (1999) (J. Polym . Sci . Part A . 37:2727) encontraron que complejos de Cu(II), Zn(II) y Co(III) con dendrímeros de poli (propilenimina) catalizan la hidrólisis de p-nitrofenil difenil fosfato (P?PDPP) en soluciones acuosas de pH regulado zwiteriónicas. P?PDPP es frecuentemente usado como estimulante para el agente de guerra químico tal como Sarin. Un número de sistemas catalíticos dendríticos han también sido implementados exitosamente en reactores de membrana continua (Astruc y Chardac, (2001) Chem . Rev. 101:2991). Además, varios grupos de investigación han también aprovechado las propiedades únicas de dendrímeros como contenedores de iones de metal a nanoescala para sintetizar nanopartículas que llevan metal con propiedades catalíticas (Scott et al. (2005) J. Phys . Chem. B . 109:692; Esumi et al. (2004) Langmuir . 20:237). Estas nanopartículas, denominadas comúnmente como nanocompuestos de dendrímero, pueden ser preparadas eficientemente mediante encapsulación reactiva, un proceso que involucra el acomplej amiento de iones de metal invitados seguidos por su reducción e inmovilización al interior de un huésped dendrítico y/o en su superficie. Se ha demostrado el uso de sistemas redox Fe (0) /Fe (II) y Fe (II) /Fe (III) para desarrollar nanopartículas dendríticas solubles en agua y de soporte sólido para demostrar la utilidad potencial de nanocompuestos de dendrímero y complejos de ion de metal de transición-dendrímero en purificación de agua. Los pares redox Fe (0) /Fe (II) y Fe (II) /Fe (III) pueden impulsar las transformaciones oxidantes y reductoras de una variedad de contaminantes orgánicos /inorgánicos y iones de metal tóxicos. Reacciones de relevancia a la purificación del agua incluyen: (1) deshalogenación reductora de hidrocarburos clorados tales como PCE, (2) la reducción de Cr(VI) a Cr(lll) y (3) la oxidación de As (III) a As (V) en presencia de oxígeno disuelto. Se enfocó inicialmente en la deshalogenación reductora de PCE mediante nanocompuestos de dendrímero de Fe(0) en soluciones acuosas (el ejemplo 4 incluye datos en cuanto a la reducción de PCE mediante nanocompuestos de dendrímero de Fe(0) . La reacción de reciclado para dendrímeros redox activos se puede efectuar mediante una diversidad de medios, en los que se incluyen regeneración electroquímica. En tal reacción, los dendrímeros pueden ser colocados en proximidad a un electrodo o par redox que tiene un potencial de reducción que es favorable para oxidar o reducir el catalizador de dendrímero al estado requerido para rondas adicionales de catálisis. Esto se puede efectuar en una celda electroquímica, en donde una corriente eléctrica es aplicada o al hacer reaccionar los dendrímeros con otro metal redox-activo. En casos en donde los dendrímeros llevan a cabo otros tipos de reacciones catalíticas, diferentes tipos de procesos de reciclado pueden ser deseables, como se apreciará fácilmente por aquellos de habilidad en el arte. Las personas de habilidad ordinaria en el arte reconocería que una diversidad de diferentes agentes de dendrímero redox-activos serían apropiados para uso en el sistema de filtración de agua. Un número de diferentes proveedores comerciales pueden proporcionar dendrímeros con grupos reactivos en los que se incluyen, pero no limitados a iones de metal de transición, grupos orgánicos redox-activos y grupos orgánicos catalíticos. Los contaminantes objetivo para tales dendrímeros incluyen pero no están limitados a compuestos orgánicos e inorgánicos reactivos solubles en agua, iones de metal redox-activos, aniones, solutos orgánicos e inorgánicos. La tabla 4 enlista algunos dendrímeros disponibles comercialmente que pueden ser usados en el sistema. El proceso de filtración mejorado por dendrímero puede ser usado para remover aniones del agua. Los aniones han surgido como contaminantes de agua mayores en todo el mundo debido a su fuerte tendencia a hidratarse. En los Estados Unidos de América, la descarga de aniones tales como perclorato (C104~) , pertecnetato (Tc0~) , cromato (Cr02~) , arsenato (As03~) , fosfato (HP02~) y nitrato (N03~) a redes de tratamiento públicas, agua superficial, agua freática y sistemas de agua de costa está teniendo un impacto mayor sobre la calidad del agua. En tanto que esfuerzos de investigación significativos han sido dedicados al diseño y síntesis de agentes quelantes selectivos para separaciones de cationes (Martell, A. E. y Hancock, R. D., Metal Complexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: New York, 199, Hancock R. D. y Martell A. E. (1996), j. Chem . Edu . , 73:654), las separaciones de anión han recibido comparativamente atención limitada (Gloe, K. et al. (2003), Chem . Eng. Technol . , 26:1107) . A diferencia de los cationes, los aniones tienen orbitales llenos y así no se pueden enlazar covalentemente a ligandos (Gloe, K. , et al. (2003), Chem . Eng. Technol . , 26:1107, Beer, P. D. y Gale, P. A. (2001). Angew. Chem . Int . Ed. Engl . , 40:487). Los aniones tienen un variedad de geometrías (por ejemplo, esférica para Cl" y tetrahédrica para C104") y son sensibles a pH de la solución en muchos casos (Gloe K. et al. (2003), Chem . Eng. Technol . , 26:1107, Beer, P. D. y Gale, P. A. (2001), Angew. Chem . Int . Ed. Engl . , 40:487). Así, receptores selectivos de forma y sensibles al pH pueden ser usados para apuntar efectivamente a los aniones . La proporciones de carga a radio de los aniones son también más bajas que aquellas de los cationes (Gloe, K., et al. (2003), Chem . Eng. Technol . , 26:1107, Beer, P. D. y Gale, P. A. (2001), Angew, Chem . Int . Ed. Engl . , 40:487) . Así, el enlace de anión a ligandos por medio de interacciones electrostáticas tiende a ser más débil que el enlace de cationes . El enlace de aniones y selectividad también dependen de (i) hidrofobicidad de anión y (ii) polaridad del solvente (Gloe, K. , et al. (2003), Chem . Eng. Technol . , 26:1107, Beer, P. D. y Gale, P. A. (2001), Angew. Chem . Int . Ed. Engl . 40:487). La presente solicitud proporciona métodos útiles para superior aniones del agua. Los dendrímeros con grupos reactivos que promueven el enlace de aniones incluyen pero no están limitados a alquilaminas, trialquilaminas, grupos NH amida y grupos NH pirrol. Ejemplos de aniones que pueden ser removidos mediante un proceso de DEF utilizando dendrímero de enlace de anión incluyen pero no están limitados a C104", Tc04", Cr042", As043, HP02, y N03" . Un ejemplo de cómo el perclorato (C104") puede ser separado del agua es mostrado en los ejemplos. La reacción de reciclado para dendrímeros de enlace de aniones puede comprender desprotonación de los ligandos de dendrímero al incrementar el pH de la solución que contiene los dendrímeros . La tabla 4 muestra algunos de los dendrímeros disponibles comercialmente que son apropiados para ligandos selectivos de anión para purificación de agua mediante filtración mejorada por dendrímero. La filtración mejorada por dendrímero puede ser útil para enlazar a y reaccionar con entidades biológicas tales como bacterias y virus o componentes subcelulares de entidades biológicas en las que se incluyen pero no limitados a ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos, lípidos y fármacos. Tales dendrímeros pueden ser denominados como "dendrímeros bioactivos" . La remociones y desactivación de patógenos microbianos y virales son necesitadas críticamente para producir agua potable. Una variedad de oxidantes fuertes (por ejemplo cloro y ozono) son usados como desinfectantes para patógenos (por ejemplo, bacterias y virus) en tratamiento de aguas. Debido a que estos compuestos tienden a generar productos secundarios de desinfección tóxicos, tales como trihalometanos, ácidos haloacéticos y aldehidos, desinfectantes alternativos son necesarios críticamente para cumplir con las enmiendas de Disinfection Byproduct Rule of the Safe Drinking Water Act (SDWA) (USEPA (1998) Federal Register. 63 (241) : 69389) . Los mecanismos mediante los cuales los desinfectantes tales como cloro desactivan los patógenos transportados por agua incluyen: (1) deterioro de la función celular del patógeno mediante destrucción de constituyentes mayores (por ejemplo, pared celular), (2) interferencia con los procesos metabólicos celulares del patógeno y (3) inhibición del crecimiento del patógeno mediante bloqueo de la síntesis de constituyentes celulares clave (por ejemplo, ADN, coenzimas y proteínas de pared celular) . Debido a su tamaño a nanoescala y alta densidad de grupos terminales, los polímeros dendríticos proporcionan plataformas útiles para apuntar constituyentes bioquímicos clave de bacterias y virus transportados por agua. Bielinska et a. (1997) (Biochem . Biophys . Acta . 1353:180) han reportado que ADN y dendrímeros de poli (amidoamina) PAMAM forman complejos estables por medio de interacciones electrostáticas entre grupos fosfato cargados negativamente del ácido nucleico y grupos amino protonados (cargados positivamente) del polímero. Los polímeros dendríticos son fácilmente conjugados a anticuerpos y así tienen el potencial para apuntar a células específicas in vivo (Singh et al. (1994) Clin . Chem . 40:1845). También ofrecen plataformas no tóxicas para desarrollar inhibidores sintéticos a virus al bloquear su adhesión a sustratos biológicos. Polímeros ramificados en peine y polímeros de dendri-injerto conjugados a múltiples ácido siálico fueron evaluados en cuanto a su capacidad para inhibir la hemaglutinación de virus al bloquear la infección de células mamarias in vitro (Reuter et al. (1999) Bioconjuga te Chem . 10:271). Los virus probados incluyen: 1. influenza A H2N2 , 2. influenza X-31 A H3N2 y sendai . Los inhibidores de virus más efectivos fueron las macromoléculas ramificadas en peine y de dendri-injerto, que mostraron hasta 50,000 veces actividades incrementada contra estos virus. Recientemente, la compañía farmacéutica Starpharma anunció el desarrollo exitoso de un biocida a base de dendrímero (VivaGel) que impide la infección de HIV mediante enlace a receptores sobre la superficie del virus (Halford (2005) Chem . & Eng. News 83 (24):30). Chen et al. (2000) (Biomacromolecules . 1:473) han reportado que dendrímeros de poli (propilenimina) amonio cuaternario funcionalizado son biocidas muy potentes. Balogh et al. (2001) (Nano Letters . 1(1) :18) también han demostrado que complejos de Ag(I) con dendrímeros de PAMAM y nanocompuestos de Ag(0) -dendrímero de PAMAM exhiben actividad biocida hacia un amplio intervalo de bacterias en las que se incluyen Staphylococcus aureus . Pseudomonas aeruginosa y Escherichia coli . En base a las investigaciones reveladas anteriormente, aquel de habilidad en el arte reconocería que hay una diversidad de diferentes sistemas de dendrímero y modificaciones de dendrímero que podrían ser usados para enlazar y/o desactivar organismos o compuestos biológicos. La reacción de reciclado para este tipo de dendrímero dependería de la química involucrada en el enlace entre el dendrímero y el contaminante, pero pueden incluir cambios en pH, fuerza iónica o reacciones en donde el contaminante es competido del dendrímero por otro compuesto. Los siguientes ejemplos son ofrecidos a manera de ilustración y no a manera de limitación. EJEMPLOS Ejemplo 1 Recuperación de Cu (II) de soluciones acuosas utilizando dendrímeros de PAMAM con núcleo de etilendiamina y grupos terminales NH2 Dendrímeros de PAMAM con núcleo de etilendiamina (EDA) y grupos NH2 terminales son sintetizados vía una secuencia de reacción iterativa de dos etapas que produce envolventes concéntricas de unidades de ß-alanina (denominadas comúnmente como generaciones) alrededor del núcleo iniciador de EDA central (figura 4) . Propiedades físico-químicas selectas de estos dendrímeros son dadas en la tabla 5.

Tabla 5. Propiedades selectas de dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo- de EDA evaluados en este estudio . aMwth : peso molecular teórico "NNT : número de grupos amina terciaria NNH2 : número de grupos amina primaria ' pKa de grupos amina terciaria de dendrímero "PKNH2 pKa de grupos amina primaria de dendrímero CRG : radio de giro de dendrímero. Para un polímero dendrítico con N átomos y masa molecular M, en donde R es el centro de masa del dendrímero y ri y mi son respectivamente, la posición y masa del átomo i del dendrímero (Maiti, P. K. , (2004) Macromolecules, 32:6236-6254) . El RQ de los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA fueron estimados a partir de experimentos de dispersión de neutrones de ángulo pequeño (Dvornic, P. R. et al., (2001) Dendr imer s and other Dendri tic Polymers; Fréchet, J. M. J., Tomalia, D. A., Eds.; Wiley and Sons: Nueva York). 9RH: radio hidrodinámico del dendrímero. Es estimado usualmente utilizando la relación de viscosidad de Einstein .fisül (Armstrong, J. K. et al., (2004) Biophys . J. 87:4259-4270); en donde M es la masa molar de la partícula/macromolécula, ? es la viscosidad intrínseca de su solución acuosa y N es el número de Avogadro. El RH de los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA fueron estimados aparato partir de mediciones de viscosidad de solución diluida (Dvornic, P. R. et al., (2001) Dendrimers and other Dendri tic Polymers; Fréchet, J. M. J., Tomalia, D. A., Eds.; Wiley and Sons; Nueva York) . Diallo et al. (Diallo, M. S. et al., (2004) Langmuir, 20:2640-2651) han llevado a cabo recientemente un estudio extenso del enlace de protón y acomplejamiento de Cu (II) en soluciones acuosas de dendrímeros de PAMAM con núcleo de EDA de diferentes generaciones (G3-NH2, G4-NH2 y G5-NH2) y grupos terminales de dendrímeros de G4 PAMAM con grupos terminales de ácido succinámico (NHCOCH2CH2COOH) , grupos terminales de glicidol (NHCH2CH (OH) CH2OH) y grupos terminales acetamida (NHCOCH3) . Esta publicación es incorporada en la presente por referencia. En consistencia con la teoría de Tanford del enlace de soluto a macromoléculas (Tanford, C, (1961) Physical Chemistry of Macromolecules; John Wiley & Sons: Nueva York), usaron exitosamente la extensión de enlace (EOB) para cuantificar la absorción de Cu (II) por los dendrímeros de PAMAM en soluciones acuosas . La EOB de un ion de metal en soluciones acuosas de un dendrímero es medida fácilmente al (i) mezclar y equilibrar soluciones acuosas de ion de metal + dendrímero, (ii) separar los dendrímeros cargados con ion de metal de las soluciones acuosas mediante ultrafiltración (UF) y (iii) medir las concentraciones de ion de metal de las soluciones equilibradas de filtrados mediante espectrofotometría de absorción atómica (Diallo, M. S. et al., (1999) Environ . Sci . and Technol . 33:820-824. Diallo, M. S. et al., (2004) Langmuir, 20:2640-2651). La Tabla II compara la EOB de Cu(II) en soluciones acuosas de dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA con la capacidad de enlace de Cu (II) de polímeros lineales seleccionados con grupos amina. En una base en masa, la EOB de Cu (II) a los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM son mucho más grandes y más sensibles al pH de la solución que aquellos de polímeros lineales con grupos amina que han sido usados en estudios de PEUF previos (Geckeler, (1996) Envir . Sci . Technol . 30, 725-734). La figura 5 proporciona evidencia del papel de los grupos amina terciarios en la absorción de Cu (II) mediante dendrímeros de PAMAM con núcleo de EDA en soluciones acuosas . Tanto los dendrímeros de PAMAM G4-NH2 y G4-Ac con núcleo de EDA tienen 62 grupos amina terciario con pKA de 6.75-6.85. Sin embargo, el dendrímero de G4-NH2 PAMAM tiene 64 grupos terminales con pKa de 10.20. Inversamente, el dendrímero de PAMAM de G4-Ac tiene 64 grupos acetamida (NHCOCH3) terminales no ionizables. A pH 5.0, todos los grupos amina primarios y terciarios de los dendrímeros de PAMAM se vuelven protonados. La figura 5 muestra que ningún enlace de Cu(II) ocurre a pH 5 tanto para los dendrímeros de G4-NH2 como G4-Ac PAMAM. Inversamente, se observa enlace significativo de Cu(II) cuando una fracción significativa o todos los grupos amino terciarios de dendrímero se vuelven desprotonados a pH 7.0 y 9.0. Para ganar discernimiento a la coordinación del ion de metal con los grupos amina terciarios de los dendrímeros de PAMAM, se usó espectroscopia de estructura fina de absorción de rayos X extendida (EXFAS) para probar las estructuras de complejos acuosos de Cu (II) con dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a pH 7.0. El análisis de los espectros de EXFAS sugiere la formación de complejos octaédricos en los cuales un ion de metal central de Cu (II) es coordinado a 4 grupos amina terciaria de dendrímero y dos moléculas de agua axiales al interior de los dendrímeros. Para tomar en cuenta los iones de Cu(II) que no son enlazados específicamente a los grupos amina terciario de los dendrímeros a pH 7.0, se hizo la hipótesis que la formación de complejos octaédricos de Cu (II) con moléculas de agua atrapadas al interior de los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM. Un modelo termodinámico de dos sitios del enlace de Cu(II) a Gx-NH2 PAMAM fue formulado subsecuentemente en base a (i) los mecanismos postulados de coordinación de Cu(II) con los grupo amina terciaria de dendrímero y moléculas de agua enlazadas y (ii) la teoría de Tanford de enlace de soluto a acramoléculas en soluciones acuosas (Tanford, C, (1961) Physical Ch&pistry of Macromolecules; John Wiley & Sons: New York) . Este modelo expresa la EOB de Cu(II) en soluciones acuosas (a pH neutro) de dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM como función de la carga del ion de metal-dendrímero (Nao/Na) . número de grupos amina terciaria del dendrímero (N^) , número de moléculas de agua enlazadas a los dendrímeros (NiQo-d) . números de coordinación de grupo amina ion metal/agua enlazada (asa-sii-N y C-sfcuini-ioo) Y las constantes de asociación intrínsecas de Cu(II) a los grupos amina terciaria del dendrímero y moléculas de agua enlazada (kdCu(ii)-N y k Cu(II)-H2?) • La figura 6 resalta los resultados de una evaluación preliminar del modelo. A bajas cargas de ion de metal-dendrímero, el modelo proporciona un buen ajuste de la EOB medida de Cu (II) para el dendrímero de G4-NH2 PAMAM. El modelo también reproduce el incremento en la EOB observada a cargas de ion de metal-dendrímero más altas enseguida de la primera meseta. Nótese que el modelo de dos sitios puede también ser usado para estimar la constante de enlace de Cu (II) [Kcuii)-^= ,» N—] los gruP°s amina terciarios de un kG-fp)-N dendrímero de Gx-NH2 PAMAM. Los valores de KdCU(ii)-N para los dendrímeros de G4-NH2 y G5-NH2 PAMAM con núcleo de EDA son respectivamente iguales a 3.15 y 3.78. Como se muestra en la tabla 7, las constantes de enlace de Cu (II) a los grupos amina terciario de los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM (Diallo, M. S. et al., (2004) Langmuir, 20.2640-2651) son comparables en magnitud con las constantes de formación de complejos de Cu (II) -amoníaco (Martel. A. E. , et al., (1996), Metal Copplexes in Aqueous solutions; Plenum Press: Nueva York) . El amoníaco (NH3) es representativo de agentes quelantes de ion de metal con donadores N saturados (Martell, A. E. et al., (1996), Metal Copplexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: Nueva York) . La tabla III también sugiere que los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM se enlazarán selectivamente a Cu (II) con respecto a los iones de metal de transición de la primera hilera tales como Co(II) y Ni (II) y iones de metal alcalinotérreo en agua de desperdicio tales como Na (I), Ca(II) y Mg(ll) . El proceso de filtración mejorado por dendrímero (figura 1) está estructurado alrededor de dos operaciones unitarias: 1. unidad de recuperación de agua limpia y 2. una unidad de recuperación de dendrímero . En la unidad de recuperación de agua limpia, el agua contaminada es mezclada con una solución de polímeros dendríticos funcionalizados (por ejemplo, dendrímeros, polímeros dendr i- injertos, polímeros hiperramif icados , tecto (dendrímeros) de núcleo-envolvente, etc.) para llevar a cabo las reacciones específicas de interés (quelación de ion de metal en este caso) . Enseguida de la consumación de la reacción, la solución resultante es filtrada para recuperar el agua limpia. Las soluciones de dendrímero cargadas por contaminante son subsecuentemente enviadas a una segunda unidad de filtración para recuperar y reciclar los polímeros dendríticos funcionalizados (figura 1). Como un estudio de prueba de concepto de este novedoso proceso de tratamiento de agua, se llevó a cabo experimentos de ultrafiltración sin salida (UF) para determinar la factibilidad de usar DEUF para recuperar Cu (II) de soluciones acuosas . Para ganar discernimiento al ensuciamiento de membrana, utilizó microscopía de fuerza atómica (AFM) para caracterizar la sorción del dendrímero sobre membranas UF modelo. Los resultados globales de estos experimentos sugieren que DEUF es un proceso útil para recuperar Cu (II) de soluciones acuosas. La evaluación de los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA disponibles comercialmente (figura 4) fue enfocada. Dendrímeros de G3-NH2, G4-NH2 y G5-NH2 PAMAM con núcleo de EDA fueron comprados de Sigma-Aldrich y se usaron como se recibieron. Propiedades físico-químicas selectas de los dendrímeros de PAMAM son dadas en la tabla 5. El Cu (II) fue seleccionado como el ion de metal modelo para este estudio. Cu(N03)2 grado reactivo de Sigma-Aldrich fue usado como fuente de Cu (II) . Los experimentos de UF se llevaron a cabo para medir la retención de dendrímeros y complejos de Cu (II) -dendrímero mediante membranas de UF modelo. Los experimentos se llevaron a cabo en una celda agitada de 10 mL (Amicon, Modelo 8010) con un área de membrana efectiva de 4.1 cm2. Un recipiente a presión surtidor de acero inoxidable de 3.785 litros (1 galón) (Millipore) fue conectado a la celda agitada utilizando tubería de PVC. El recipiente también fue equipado con un medidor de presión y válvula de alivio. Presión de gas nitrógeno fue aplicado a la celda agitada vía el recipiente a 450 kPa (65 libra/pulg2) . Para cada corrida, el volumen inicial fue de 1 litro. Durante cada experimento de UF, la celda agitada se puso en operación durante 4.5 hora con permeado recolectado cada 30 minutos y mediciones de flujo tomadas cada 10 minutos. Celulosa regenerada YM de Ultracel Amicon (RC) y membranas de polietersulfona (PES) PB Biomax de Millipore fueron evaluadas en este estudio. Las membranas de RC y PES tenían un diámetro de 25 mm con corte de peso molecular (MWCO) de 5000 Daltons (5 kD) y 10000 Daltons (10 kD) . Para las mediciones de UF de retención de dendrímero en soluciones acuosas, las concentraciones de los dendrímeros G3-NH2 (2.42265 10"5 moles/L), G4-NH2 (8.49762 10"6 moles/L) y G5-NH2 (5.31808 10"6 moles/L) PAMAM fueron mantenidas constantes en todos los experimentos. Las concentraciones de dendrímero en las soluciones de alimentación y permeado fueron medidas utilizando un espectrofotómetro UV-visible Shimadzu Modelo 1601 a una longitud de onda de 201 nm. Una descripción detallada de técnicas analíticas (en las que se incluyen HPLC con detección de UV-visible) usados para caracterizar la composición y pureza de dendrímeros de PAMAM con núcleo de EDA es dada en Diallo, M. S. et al., (2004) Langmuir, 20:2640-2651. Para las mediciones de UF de la retención de complejos de ion de metal-dendrímero, una concentración de Cu (II) de 10 mg/L (0.00016 moles/L) fue usada en todos los experimentos . La proporción molar de Cu (II) a grupos NH2 del dendrímero fue también mantenida constante a 0.2 en todos los experimentos. Las soluciones de Cu (II) -dendrímero fueron mantenidas bajo agitación constante durante 1 hora en el recipiente a presión surtidor enseguida del ajuste de su pH con HCl o NaOH concentrados . El pH de soluciones acuosas de dendrímeros de PAMAM y sus complejos con Cu (II) puede ser controlado en el intervalo de unidad de 0.1-0.2 pH mediante adición de NaOH concentrado o HCl concentrado. Las concentraciones de ion de metal en la alimentación y permeado fueron determinadas mediante espectrofotometría de absorción atómica (Diallo, M. S. et al., (1999) Environ . Sci . and Technol . 33:820-824. Diallo, M. S. et al . , (2004) Langmuir, :2640-2651). La retención del soluto (R) fue expresad como: en donde Cp y Cf son respectivamente, la concentración del soluto [esto es, dendrímero y Cu(II)] en el permeado y alimentación. El flujo del permeado Jp (L h"1 m"2) y flujo de permeado normalizado (Jpn) fueron expresados como: 'P - (2) AUF _ J. = p (3) J o en donde Qp es la velocidad de fluj o del permeado (L h"1 ) y AUF (m2 ) es el área efectiva de la membrana de UF y Jpo (L h"1 m"2 ) es el fluj o del permeado inicial a través de las membranas limpias . Se usó microscopia de fuerza atómica (AFM) para caracterizar las interacciones de dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA seleccionados y membranas de UF evaluadas en este estudio . Cada membrana de UF fue montada sobre una hoja de aluminio perforada y almacenada durante toda la noche en desecadores enseguida de la exposición a una solución acuosa de dendrímero como se describe previamente. Se llevaron a cabo experimentos de AFM en método de derivación utilizando un AFM de Model Dimensión 3100 de Digital Instruments . Todas las imágenes de AEM fueron adquiridas a temperatura ambiente utilizando sondas de silicio atacadas por ácido con una constante de muelle de 20-100 N/m y un radio de punta de 5-10 n . Las imágenes topográficas y de fase de las membranas de UF limpias y expuestas fueron adquiridas simultáneamente utilizando una frecuencia de resonancia de sonda de -300 kHz, una velocidad de barrido de 1 Hz, una amplitud libre de oscilación (A de 60 nm ± 5 nm y un punto de ajuste a proporción de amplitud libre (rsp) de 0.50-0.75. La figura 7 resalta los efectos de generación de dendrímero y química de membrana sobre la retención de dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA en soluciones acuosas a pH 7.0 y temperatura ambiente. Las retenciones del dendrímero de G5-NH2 PAMAM por la membrana de celulosa regenerada (RC) de 10 kD y polietersulfona (PES) son > 97% en todos los casos . Tales altos valores de retención son esperados para el dendrímero de G5-NH2 PAMAM con núcleo de EDA, una macromolécula globular con una baja polidispersidad y una masa molar de 28826 Dalton (Tabla 5) . Retenciones mayores de 90% fueron también observadas para el dendrímero de G4-NH2 PAMAM (figura 7) . Este dendrímero es también de forma globular y tiene una polidispersidad muy baja con una masa molar ( 14215 Dalton) mayor que el MWCO de las membranas de RC y PES de 10 kD ( tabla 5 ) . Explicaciones posibles para la retención baj a inicial (= 73% ) de este dendrímero por la membrana de PES de 10 kD incluyen errores de medición y/o la presencia de impurezas tales como EDA sin reaccionar y otros productos secundarios de reacción de masa molar más baj a en la muestra de dendrímero de G4-NH2 PAMAM (Diallo , M . S . et al . , ( 2004 ) Langmuir, 20 : 2640-2651 ) . La figura 7 también muestra que las retenciones del dendrímero de G3 -NH2 PAMAM con núcleo de EDA son más baj as que aquellas de los dendrímeros de generación más alta . Este dendrímero tiene la masa molar más baj a ( tabla 5 ) . Para ambas membranas , hay una retención significativa del dendrímero de G3 -NH2 aunque el MWCO de los dendrímeros son 45% más grandes que la masa molar del dendrímero ( 6906 Daltons ) . En efecto , la retención del dendrímero de G3-NH2 por la membrana de RC de 10 kD (figura 7) es comparable con aquella de un polímero de polietilenimina lineal (PEÍ) con una masa molar promedio de 50 a 60 kD (4) . Para membranas de UF, el MWX) es definido usualmente como la masa molar de tna proteína globular con 90% de retención. Debido a que los polímeros dendríticos pueden ser descritos como híbridos entre cadenas poliméricas y partículas coloidales (Harreis, H. M. et al., (2003) J. Chem. Phs. 118:1979-1988. Rathgeber, S. et al., (2002) J. Chem. Phys. 117:4047-4062), el uso del MWCO como indicador de retención del dendrímero por membranas de UF podría no ser apropiada. La tabla 5 da el radio de giro (PG) y radio hidrodinámico (RH) de cada dendrímero de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA evaluado en este estudio. RG proporciona una medida del tamaño de una partícula/ acromolécula sin consideración de su forma (Richards, E. G. , (1980) An Introduction to Physical Properties of Large Molecules in Solution; IUPAB Biophysics Series, New York, Maiti, P. K., (2004) Macromolecules, 32:6236-6254). Inversamente, da el tamaño de una partícula/macromolécula esférica "equivalente" (Armstrong, J. K. et al., (2004) Biophys. J. 87:4259-4270). El RG y RH de los dendrímeros de PAMAM fueron estimados, respectivamente, de experimentos de dispersión de neutrones de ángulo pequeño (Dvornic, P. R. et al., (2001) Dendrimers and other Dendritic Polymers; Fréchet, J. M. J. , Tamalia, D. A., Eds.; Wiley and Sons; Nueva York) y mediciones de viscosidad en solución de dilución (Dvornic, P. R. et al., (2001) Dendrimers and other Dendritic Polymers; Fréchet, J. M. J. , Tomalia, D. A., Eds.: Wiley and Sons: Nueva York) . Son comparables en magnitud con los diámetros de superficie de poro promedio (1.93-3.14 nm) de una serie de membranas de UF (1-10 kD MWCO) que fueron caracterizadas recientemente por Bowen y Doneva (Bowen, R. W. , (2000) Surf. Interf. Analysis. 29:544-547). Mientras que la masa molecular de cada dendrímero de Gx-NH2 PAMAM se incrementa por un factor de 2 en cada generación, la tabla 5 muestra que los radios de giro y radios hidrodinámicos correspondientes se incrementan linealmente con la generación del dendrímero. La tabla 5 tampoco muestra diferencias significativas entre el RG y RH ó cada dendrímero de Gx-NH2 PAMAM. En tanto que no se desea estar limitados por alguna teoría particular, se cree que los valores de RH ligeramente más altos podrían ser atribuidos por la mayor parte a la hidratación del dendrímero. Debido a las diferencias en las rotaciones de dendrímero de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA son (por la mayor parte) comparables con las diferencias entre sus radios de giro y diámetro y diámetro hidrodinámico, RG/RH parece ser un mejor indicador de retención del dendrímero mediante membranas de UF en soluciones acuosas. Los resultados globales de las mediciones de retención de dendrímero por las membranas de RC y PES de 10 kD a pH 7.0 sugiere que dendrímeros tales como Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA tienen mucho menos tendencia de pasar a través de los poros de membranas de UF que los polímeros lineales de masa molar similar debido a su polidispersidad mucho más pequeña y formas globulares persistentes en soluciones acuosas con respecto a un amplio intervalo de pH de solución y concentración de electrolito de fondo (Newkome, G. R. et al., (1996) Dendri tic Molecul es . Concepts-Syntheses-Perspectives ; VCH; New York.; Fréchet, J. M. J. et al., (2001) Dendrimers and other Dendri tic Polymers; Wiley and Sons; Nueva York; y Bosman. A. W. et al., (1999) Chem . Rev. 99:1665-1668) . La figura 8 resalta los efectos de pH de la solución, química de membrana y MWCO sobre la retención de complejos acuosos de Cu (II) con un dendrímero de G4-NH2 PAMAM con núcleo de EDA a temperatura ambiente. Una concentración de Cu (II) de 10 mg/L (0.00016 mol/L) fue usada en todos los experimentos. La proporción molar de Cu (II) a grupos NH2 del dendrímero fue también mantenida constante a 0.2 para asegurar que todos los iones de Gu(II) serán enlazados a los grupos amina terciario de los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM a pH 7.0 (Diallo, M. S. et al., (2004) Langmuir, 20:2640-2651). Como se muestra en la figura 8, 95 a 100% de los complejos de Cu (II) con el dendrímero de G4-NH2 PAMAM son retenidos por las membranas de RC a pH 7.0. Las membranas de PES también retienen 92 a 100% de los complejos de Cu (II)-dendrímero a pH 7.0. Estos resultados son consistentes con las mediciones de retención de dendrímero (figura 7) y mediciones de enlace de ion de metal que muestran que 100% de los iones de Cu (II) están enlazados al dendrímero de G4-NH2 PAMAM a pH 7.0 y proporción molar de grupos NH2 terminales del dendrímero Cu (II) de 0.2 Consistente con los resultados de las mediciones de enlace de ion de metal y extensión de protonación del dendrímero (Diallo, M. S. et al., (2004) Langmuir, 20:2640-2651), no ocurre retención de complejos de Cu (II) -dendrímero por las membranas de RC a pH 4.0 (figura 8) . Sin embargo, una retención pequeña de Cu (II) (-10%) es observada inicialmente para ambas membranas de PES a pH 4.0. Explicaciones posibles para este resultado incluyen errores de medición y/o absorción de ion de metal sobre las membranas de PES. La figura 8 ilustra los efectos de generación de dendrímero sobre la retención de complejos de Cu(II)-dendrímero por las membranas de 10 kD a pH 7.0. Aquí otra vez, los valores de retención observados son consistentes con los resultados de las mediciones de retención de dendrímero (figura 7). Valores de retención más altos son observados para los complejos de Cu (II) con el dendrímero de G5-NH2 PAMAM. Inversamente, valores de retención más pequeños para los complejos de Cu (II) -dendrímero son observados con el dendrímero de G3-NH2 PAMAM (figura 8). Para ambas membranas, la figura 8 muestra retenciones significativas de complejos de Cu (II) con del dendrímero G3-NH2 (86-89% para la membrana de RC de 10 kD y 80-97% para la membrana de PES de 10 kD) aunque el MWCO de cada membrana es 45% más grande que la masa molar del dendrímero. Estos resultados también sugieren que el MWCO de una membrana de UF podría no ser un indicador apropiado de la retención de complejos de Cu (II) +dendrímero mediante membranas de UF en soluciones acuosas . El ensuciamiento es un factor limitante principal al uso de procesos a base de membrana en separaciones ambientales e industriales (Zeman, L. J. et al., (1996) Microfil tration and Ul traf íl tration . Principies and Applica tions; Marcel Dekker: New York, y Kilduff, J. E. et al., (2002) Env. Eng. Sci . 19 : 477-495) . Una firma característica del ensuciamiento de membrana es una reducción de flujo del permeado a través de una membrana durante la filtración. Los flujos de permeado de soluciones acuosas de complejos de Cu (II) con dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM a través de membranas de RC y PES a pH 7.0 y 4.0 fueron medidos . En estos experimentos, la concentración de Cu (II) (10 mg/L) y proporción molar de Cu (II) a grupos NH del dendrímero (0.2) fueron también mantenidas constantes. La figura 9 muestra los flujos de permeado a través de las membranas de RC y PES. Para la membrana de RC de 10 kD a pH 7.0, el flujo del permeado muestra poco cambio en el curso de la filtración que varía de 124.0 a 116.0 L m"2 h"1. Un comportamiento similar es también observado a pH 4.0. Sin embargo, en este caso, los flujos del permeado son aproximadamente 16% más altos. Los flujos de permeado a través de las membranas de RC de 5 kD también exhiben poca variación (49.0-43-0 L m"2 h"1) durante el curso de la filtración a pH 7.0 y 4.0 (figura 9). La figura 9 también muestra que la generación del dendrímero no afecta significativamente el flujo del permeado a través de la membrana de RC de 10 kD. Eso contrasta agudamente la declinación significativa de flujo de permeado observado para las membranas de PES de 5 kD y 10 kD (figura 9) . Aungue los flujos de permeado iniciales son mucho más grandes para las membranas de PES, se presentan declinaciones de flujo significativas (45 a 63%) durante la filtración de soluciones acuosas de complejos de Cu (II) con el dendrímero de G4-NH2 PAMAM a pH 7.0 y 4.0 (figura 9). En este caso, también se observa un impacto significativo de generación de dendrímero sobre el flujo del permeado de soluciones acuosas de complejos de Cu (II) -dendrímero a través de las membranas de PES de 10 kD a pH 7.0. La figura 10 muestra una declinación en los flujos de permeado normalizados para ambas membranas de RC y PES durante la filtración de soluciones acuosas de complejos de Cu (II) con dendrímero de Gx-NH2 PAMAM a PH 7.0. Para las membranas de RC de 5 kD y 10 kD, una declinación pequeña en el flujo de permeado relativo (7 a 18%) es observada. Sin embargo, la disminución y flujo de permeado relativo (46 a 81%) es mucho más grande para las membranas de PES. A pH 4.0, se observa una disminución significativa en el flujo del permeado (13 a 68%) para las membranas de PES. Estos resultados sugieren que las membranas de PES son más susceptibles a ensuciamiento por las soluciones acuosas de dendrímero Gx-NH2 PAMAM + Cu (II) que las membranas de RC correspondientes . Los mecanismos del ensuciamiento de membranas de UF no están bien entendidos. Para macromoléculas orgánicas tales como proteínas, polímeros lineales y ácidos húmicos, el ensuciamiento de membrana puede ser provocado por (i) polarización de la concentración resultante de la acumulación del soluto cerca de una superficie de membrana, (ii) bloqueo de poros por la sorción de soluto sobre la superficie de una membrana o dentro de sus poros y (iii) la formación de una capa de retorta mediante sorción/deposición de solutos sobre una superficie de membrana (Zeman, L. J. et al., (1996) Microfil tration and Ul traf il tration . Principies and Applications; Marcel Dekker: Nueva York y Kilduff, J. E. et al., (2002) Env. Eng. Sci . 19:477-495). Para aprender más acerca del ensuciamiento de las membranas de RC y PS mediante dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA, se usaron los elementos de programación de análisis de datos IGOR Pro Versión 4.0 de WaveMetrics, Inc. (IGOR Pro Versión 4.0 WaveMetrics) para ajustar los flujos de permeado normalizados a dos modelos fenomenológicos de ensuciamiento de membrana (figura 7) . El primer modelo es un modelo de bloqueo de poro que expresa la disminución en el flujo de permeado normalizado como función de decaimiento exponencial (Zeman, L. J. et al., (1996) Microfil tra tion and Ul traf il tra t ion . Principi es and Applica tions ; Marcel Dekker: Nueva York y Kilduff, J. E., et al., (2002) Env. Eng. Sci . 19:477-495). Este modelo no proporciona un buen ajuste de lo datos (resultados no mostrados) . El segundo modelo expresa la disminución en el flujo de permeado normalizado como función de ley de potencia (Zeman, L. J. et al., (1996) Microfil tration and Ul traf il tration . Principies and Applica tions; Marcel Dekker: New York y Kilduff, J. E. et al., (2002) Env. Eng. Sci . 19:477-495): en donde k(h_1) es una constante de velocidad de filtración y n es un exponente adimensional. Como se muestra en la figura 10 y tabla 8, este modelo proporciona un ajuste muy bueno del flujo de permeado normalizado para todas las membranas de PES. Para el dendrímero de G4-NH2 PAMAM, los valores estimados de n para las membranas de PES de 10 kD son 0.31 ± 0.03 a pH 7.0 y 0.39 ± 0.03 a pH 4.0 (tabla 8). Para la membrana de PES de 5 kD, los valores de n son iguales a 0.36 ± 0.02 a pH 7.0 y 0.63 ± 0.05 a pH 4.0 (tabla 8). Los valores de n para las membranas de dendrímeros de G3-NH2 y G5-NH2 PAMAM son, respectivamente, iguales a 0.45 ± 0.05 y 0.30 ± 0.02 para las membranas de PES de 10 kD a pH 7.0. Para la ultrafiltración sin salida o de extremo muerto, Zeeman y Zydney (Zeman, L. J. et al., (1996) Microfil tration and Ul traf il tration . Principies and Applications; Marcel Dekker: Nueva York), y Kilduff et al. (Kilduff, J. E. et al., (2002) .Env. Eng. Sci . 19:477-495) han demostrado que la disminución en flujo de permeado puede ser descrita por un modelo de restricción de poro cuando n ~2. Este modelo supone que la velocidad de cambio en volumen de poro de membrana es proporcional a la velocidad de convección de partícula a la superficie de membrana. Cuando n -0.5, la disminución en flujo de permeado en un proceso de ultrafiltración de extremo muerto puede ser descrito por un modelo de filtración de retorta (Zeman, L. J. et al., (1996) Microfil tration and Ul traf il tration . Principies and Applications; Marcel Dekker: Nueva York y Kilduff, J. E. Et al., (2002) Env. Eng. Sci . 19:477-495). Este modelo atribuye la pérdida de flujo de permeado a la deposición de partículas en la superficie de membrana. En base a los valores de n estimados dados en la tabla 8, la absorción y deposición de complejos de dendrímero+Cu (II) sobre la superficie de membrana parece ser un mecanismo de ensuciamiento plausible para las membranas de PES. También se cree que la disminución pequeña en los flujos de permeado relativos (7 a 18%) a través de las membranas de RC de 5 K y 10 K (figura 10) podrían también ser atribuidos a la absorción de complejos de dendrímero-Cu (II) sobre las superficies de membrana. Tabla 8. Parámetros de modelo ajustado para el flujo de permeado normalizado de soluciones acuosas de dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA + Cu (II) a través de membranas de polietersulfona ak y n son determinados al ajustar los flujos de permeado relativos medidos a la ecuación 4 y^ Bondad de parámetro de ajuste. ' -l ' en donde y es el valor ajustado, yi es el valor medido y si es la desviación estándar estimada para yi (IGOR Pro Versión 4.0. WaveMetrics) . Para ganar discernimiento a la relación entre la absorción del dendrímero y ensuciamiento de membrana, se utilizó AFM para caracterizar membranas de RC y PES que han sido expuestas a un dendrímero de G4-NH2 PAMAM a pH 7.0 durante los experimentos de filtración. AFM ha surgido como herramienta poderosa para caracterizar membranas de filtración (Bowen, R. W. , (2000) Surf . ínter . Analysis . 29:544-547. Zeman, L. J. et al., (1996) Microf il tración y Ul trafil tración . Principies and Applications; Marcel Dekker: Nueva York.,- Khulbe, K. C. et al., (2000) Polymer. 41:1917-1935.; Fritzche, A. K., et al. (1992) J". Appl . Polym . Sci . 45:1945-1956; Zeng, Y. et al., (2003) J. Appl . Polym . Sci . 88.1328-1335; Madaeni , S. s., (2004) J". Porous . Mat . 11:255-263.,- y Bowen, R. W. et al., (2002) Surf . Interf . Analysis 33:7-13). AFM también se ha usado exitosamente para caracterizar dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM adsorbido sobre superficies sólidas (Li, J. et al., (2000) Langmuir. 16:5613-5616; Muller, T. M. et al., (2002) Langmuir. 18:7452-7455; y Pericet-Camara, R. et al., (2004) Langmuir. 20:3264). Las figuras 12 y 13 muestran imágenes de fase de AFM de membrana de RC y PES de 10 kD limpias y sucias. Un área de barrido de 5 µm x 5 µm fue usada en todos los experimentos de AFM. Las imágenes de AFM fueron analizadas subsecuentemente (Nanoscope Command Reference Manual; Software versión 5.12, Revisión B: Digital Instruments/Veeco Metrology, 2001) para determinar el parámetro de rugosidad (RMS) , la rugosidad promedio (Ra) y la altura máxima (Rma?) a lo largo de dos secciones diferentes. Los resultados de este análisis son dados en la tabla 9 e información de soporte.

Tabla 9. Análisis de sección de imágenes de AFM de membranas de ultrafiltración de celulosa regenerada (RC) y polietersulfona (PES) limpias y sucias a Tal como se recibe de Millipore b Expuesto a una solución acuosa de 1.23 x 10"5 moles/L de dendrímero de G4-NH2 PAMAM en una celda agitada de extremo muerto de 10 mL (Amicon, Modelo 8010) durante 4.5 horas. c RMS es la desviación estándar (Nanoscope Command Reference Manual; Software versión 5.12, Revisión B: Digital Instruments/Veeco Metrology, 2001) ; en donde Zi es la altura en el punto i, Zave es la altura promedio y N es el número de puntos i entre los marcadores de referencia. R dad promedio" . ••8 = d Ra es la "Rugosi L?0I f(x)[dx (Nanoscope Command Reference Manual; Software versión 5.12, Revisión B-. Digital Instruments/Veeco Metrology, 2001) ; en donde L es la longitud de la curva de rugosidad y f (x) es la curva de rugosidad relativa a la línea central. e Rmax es la "Altura máxima" (Nanoscope Command Reference Manual; Software versión 5.12, Revisión B: Digital Instruments/Veeco Metrology, 2001) . Es la diferencia en altura entre los puntos más altos más bajo sobre el perfil de sección transversal en relación con la línea central. Excepto por la presencia de unos pocos puntos "rugosos", la membrana de RC de 10 kK limpia exhibe una superficie suave y uniforme. Inversamente, la membrana de PES exhibe una estructura densa, fuertemente empacada y granosa características de membranas con morfología de superficie nodular (Zeman, L. J. et al., (1996) Microfil tration and Ul traf il tration . Principies and Applications; Marcel Dekker: New York) . La RMS y Ra de la membrana de PES limpia son significativamente más grandes que aquellos de la membrana de RC limpia (tabla 9) . Como se muestra en la figura 11, solamente una fracción pegueña de la membrana de RC ensuciadas es cubierta por los dendrímeros de GR-NH2 PAMAM absorbidos . La mayoría de las moléculas de dendrímero absorbidas se parecen agrupar alrededor de los puntos "rugosos" de la superficie de membrana de RC (figura 11) sugiriendo mediante esto que la absorción del dendrímero en este caso es un proceso no específico primario impulsado por la rugosidad de superficie de membrana (Khulbe, K. C, et al., (2000) Polymer. 41:1917-1935 y Madaeni, S. S., (2004) J. Porous . Ma t . 11:255-263). Esto contrasta agudamente con la cobertura extensa de la superficie de membrana PES por dendrímeros absorbidos (figura 12). En tanto que no se desea estar limitados por alguna teoría particular, se cree que absorción del dendrímero sobre la superficie de PES es moderada por atracciones electrostáticas entre los grupos NH2 terminales protonados del dendrímero de G4-NH2 PAMAM (figura 6) y las membranas de PES cargadas negativamente a pH 7.0. Los resultados globales de los experimentos de AFM sugieren que ha una correlación significativa entre la extensión de sorción del dendrímero y ensuciamiento de membrana. La ultrafiltración mejorada por polímero (PEUF) ha surgido como proceso promisorio para recuperar iones de metal de soluciones acuosas. La eficiencia de procesos a base de PEUF para el tratamiento de agua contaminada por iones de metal dependerá de varios factores en los que se incluyen: (i) capacidad de enlace del polímero y selectividad hacia los iones de metal objetivo, (ii) masa molar de polímero y respuesta a estímulos tales como pH de la solución, (iii) tendencia de absorción del polímero sobre membranas de UF y (iv) estabilidad y toxicidad del polímero. Un polímero ideal para el tratamiento de PEUF de agua contaminada por iones de metal debe ser altamente soluble en agua y tener una alta capacidad de enlace/selectividad hacia los iones de metal objetivo junto con una tendencia de absorción lenta hacia membranas de UF. Su masa molar debe ser suficientemente alta para asegurar retención completa de los complejos de ion de metal-polímero por membranas de UF sin fugas de polímero significativas y disminución en el flujo del permeado. La capacidad de enlace de ion de metal de un polímero ideal para PEUF también debe exhibir sensibilidad a estímulos tales como pH de la solución en un intervalo suficientemente amplio para permitir la recuperación eficiente y reciclado del polímero mediante un simple cambio de pH de la solución. Un polímero ideal para PEUF también debe ser no tóxico y estable con un largo ciclo de vida para minimizar el consumo del polímero. En una base en masa, las capacidades de enlace de Cu (II), de los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM son mucho más grandes y más sensibles al pH de la solución (tabla 6) que aquellos de polímeros lineales con grupos amina que han sido usados en estudios de PEUF previos (Geckeler, (1996) Envir. Sci . Technol 30, 725-734). La tabla 7 muestra que Na(I), Ca(II) y Mg(II) tienen muy baja afinidad de enlace hacia ligandos con donadores de N tales como NH3. Así, las altas concentraciones de Na (I), Ca(II) y Mg(II) encontradas en la mayoría de corrientes de agua de desperdicio industrial se espera que no tengan un efecto significativo sobre la capacidad de enlace de Cu (II) y selectividad de dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA .

Tabla 6. Capacidad de enlace de Cu (II) (mg/g) de dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA y polímeros lineales con grupos amina en soluciones acuosas a La capacidad de enlace de Cu (II) (mg/g) de los dendrímeros de PAMAM con núcleo de Gx-NH2 EDA fueron estimadas a partir de sus extensiones de enlace de Cu (II) medidas (Diallo, M. S., et al., (2004) Langmuir, 20:2640-2651). La capacidad de enlace de Cu (II) de los polímeros lineales con grupos amina fueron tomadas de Geckeler y Volchek (Geckeler, (1996) Envir. Sci . Technol 30, 725-734).

Tabla 7. Constantes de formación de complejos de ion de metal -amoníaco seleccionados y constantes de enlace estimadas de Cu (II) los grupos amina terciaria de dendrímeros de Gx-NH PAMAM con núcleo de EDA a Los datos son tomados de Martell y Hancock (Martell, A. E. et al., (1996), Metal Complexes in Aqueous Solutions; Plenum Press: Nueva York) . b Estimados utilizando el modelo termodinámico de dos sitios de enlace de Cu (II) a dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM a pH neutro desarrollado por Diallo et al. (Diallo, M. S. et al., (2004) Langmuir, 20:2640-2651). Como se muestra en la figura 8, una separación de los corrplejos de dendrímero-Cu(II) de soluciones se puede obtener simplemente mediante ultrafiltración. Los dendrímeros cargados de iones de metal pueden también ser regenerados al disminuir el pH de la solución a 4.0 (figura 8). Macromoléculas dendríticas tales como los dendrímeros de PAMAM con núcleo de Gx-NH2 también tienen mucha menos tendencia a pasar a través de los poros de membranas de UF (figura 7) que los polímeros lineales de química similar y masa molar similar (2,4) debido a su polidispersidad mucho más pequeña y forma globular. (Newko e, G. R. et . al., (1996) Dendritic Molecules . Concepts-Syntheses-Perspectives; VCH: Nueva York.,- Fréchet, J. M. J. et al., (2001) Dendrimers and other Dendritic Polymers; Wiley and Sons; Nueva York; y Bos an, A. W. et al., (1999) Chem. Rev. 99:1665-1668). También tienen una tendencia muy baja a ensuciar las membranas de celulosa regenerada (RC) disponibles comercial evaluadas en este estudio (figuras 9, 10 y 11) . Mientras que la viscosidad intrínseca de un polímero lineal se incrementa con su masa molar, aquella de un dendrímero disminuye a medida que adopta una forma globular molar a generaciones más altas (Fréchet, J. M. J. et al., (2001) Dendrimers and other Dendritic Polymers; Wiley and Sons: Nueva York y Bos an, A. W. et al., (1999) Chem. Rev. 99:1665-1668). Debido a esto, los dendrímeros tienen una viscosidad intrínseca mucho más pequeña que polímeros lineales con masa molar similar (Fréchet, J. M. J. et al., (2001) Dendrimers and other Dendritic Polymers; Wiley and Sons; Nueva York, y Bosman, A. W. et al., (1999) Chem. Rev. 99:1665-1668). Así, una presión de operación comparativamente más pequeña, consumo de energía y pérdida de ligandos mediante rompimiento mecánico inducido por esfuerzo cortante se podría obtener con dendrímeros en sistemas de UF de flujo tangencial /cruzado usados comúnmente para recuperar iones de metal de agua contaminada (Geckeler, (1996) Envir. Sci . Technol 30, 725-734) . Estas propiedades únicas de los dendrímeros de Gx-NH2 PAMAM con núcleo de EDA junto con su baja toxicidad (Nanoscope Command Reference Manual; Software versión 5.12, Revisión B: Digital Instruments/Veeco Metrology, 2001) hace a la filtración mejorada por dendrímero (figura 1) un proceso particularmente atractivo para recuperar iones de metal tales como Cu(II) de agua contaminada. EJEMPLO 2 Uso de dendrímeros de PAMAM para enlace a metales adicionales El enlace de Co(II), Ag(I), Fe(III) y Ni (II) a dendrímeros de PAMAM fue probado a temperatura ambiente como función del pH y carga de dendrímero de ion de metal. La extensión de enlace para Co(II) es mostrado en la figura 13. La extensión de enlace para Ag(I) es mostrado en la figura 14. La extensión de enlace de Fe(III) es mostrada en la figura 15. La extensión de enlace de Ni (II) es mostrado en la figura 16. EJEMPLO 3 Este ejemplo ilustra el uso de filtración mejorada por dendrímero (DEF) para recuperar aniones de solución acuosas y se enfoca en el uso de ligandos dendríticos para enlazar perclorato (C10") . Los dendrímeros usados fueron dendrímero de poli (propileno) (PPI) de quinta generación (G5-NH2) con un núcleo de diaminobutano (DAB) y grupos NH2 terminales. Este es un dendrímero soluble en agua con 64 grupos NH2 terminales 9.8) y 62 grupos amina terciaria internos (pKa = 6.0) con una masa molar teórica de 7168 Daltons (10) . La extensión de enlace (EOB) de perclorato al dendrímero de PPI con núcleo de DAB G5-NH2 fue medida. El procedimiento de análisis de enlace consistía de (i) mezclar y equilibrar soluciones acuosas de perclorato y dendrímero a temperatura ambiente, (ii) separar los copplejos de perclorato-dendrímero de las soluciones acuosas mediante ultrafiltración y (iii) medir la concentración de perclorato en las soluciones equilibradas y filtrados utilizando un cromatógrafo de iones Dionex DX-120 con una columna analítica IonPac AS16 y una columna de protección IonPac Agl6. La figura 17 muestra la EOB de perclorato en soluciones acuosas del dendrímero de G5-NH2 PPI como función de la carga de anión-dendrímero y pH de la solución. En estos experimentos, se hizo variar la proporción molar del anión-grupo NH2 del dendrímero para preparar soluciones con una carga de dendrímero perclorato dada. A pH 4.0, los grupos NH2 terminales y grupos amina terciaria del dendrímero de PPI son protonados. En este caso, se observa enlace significativo de perclorato hasta 48 aniones de C104" por mol de dendrímero. En una base en masa, esto corresponde a una EOB de 923 mg de perclorato/g de dendrímero. Esto es aproximadamente 9 veces más grande que la cantidad de C104" adsorbido (-100 mg/g) después de 24 horas sobre las resinas de intercambio iónico y funcionales que son usados actualmente para tratar agua contaminada por perclorato (Moore, et al. (2003). Environ. Sci . Technol . . 37:3189, Brown, et al. (2000) Perchlorate in the Environment. Editado por Urbansy, T. E. Kluer Academic, Nueva York, páginas 155-176) . Nótese que la EOB de perclorato en solución acuosa del dendrímero de G5-NH2 PPI fue medida después de un tiempo de equilibrio de 30 minutos en comparación con 24 horas para la resina de intercambio iónico. En tanto que no se desea estar limitados por alguna teoría particular, se cree que esta cinética de enlace rápido también será una ventaja clave de un proceso en fase líquida homogéneo tal como DEF. La figura 17 muestra el enlace significativo de perclorato al dendrímero de G5-NH2 PPI a pH 7.0 aunque una fracción significativa (>50%) de sus grupos amina terciaria (pKa = 6.0) son neutros (esto es, sin protonar). Esto sugiere que los grupos NH2 terminales protonados (pKa = 9.8) proporcionan una fracción significativa de la energia libre electrostática de enlace de perclorato al dendrímero de G5-NH2 PPI. Inversamente, no ocurre ningún enlace de perclorato a pH 11.0. En este caso, todos los terciarios y primarios terciarios son neutros. Los resultados globales de estos experimentos son consistentes con la hipótesis de que (i) la protonación de los grupos amina terciarios y primarios del dendrímero de G5-NH2 PPI junto con (ii) la hidrofobicidad de sus cavidades internas proporcionarán la fuerza impulsora para el enlace de perclorato y/o encapsulación en soluciones acuosas. Los resultados de estos estudios preliminares (figura 17) sugieren que los dendrímeros de PPI y poli (amidoamina) (PAMAM) proporcionan bloques de construcción ideales para el desarrollo de ligandos selectivos para aniones tales como C10", Cr042" y HP042". Así, se espera que el reemplazo de los grupos N terminales e internos de dendrímeros de PPI y PAMAM con alquilaminas, trialquilaminas y grupos NH de amida/pirrol (Gale, P. A. (1999) . Coord. Chem. Rev. 213:79-128) proporcionará una ruta sintética versátil para desarrollar ligandos dendríticos selectivos de anión para la purificación de agua. Estos nuevos ligandos podrían ser ajustados para enlazarse a aniones a un bajo pH (-3-5) cuando su N sea protonado. Inversamente, los aniones enlazados podrían ser liberados a un pH más alto (-8-9) cuando los grupos N de los dendrímeros se neutralicen. En efecto, esta es una estrategia de diseño de ligando general que podría ser aplicada a la mayoría de macromoléculas dendríticas con grupos N ionizables. EJEMPLO 4 Extensión de enlace de Fe (III) en solución acuosa Nanocompuestos de Fe(0) (hierro con valencia cero) fueron preparados mediante reducción de complejos acuosos de Fe (III) con un dendrímero de poliamido (amina) (PAMAM) de generación 4 (G4-NH2) con núcleo de etilendiamina (EDA) y grupos NH2 terminales a pH 7.0. La figura 18 muestra la extensión de enlace y enlace fraccional de Fe(III) en soluciones acuosas de dendrímero de PAMAM con núcleo de G4-NH2 EDA a pH 7.0. Los datos fueron obtenidos utilizando procedimientos mostrados por Diallo et al. (2004) Langmuir. 20:2640. Estos datos indican que la mayoría o todo el Fe está enlazado a los dendrímeros. EJEMPLO 5 Síntesis de nanocompuestos de dendrímero de PAMAM de hierro con valencia cero Nanocompuestos de dendrímero de PAMAM de Fe(0) redox-activos fueron sintetizados. El proceso global involucra agregar Fe (III) al interior de los dendrímeros y reducir el Fe (III) a Fe(0) con un reductor tal como borohidrato de sodio, produciendo dendrímeros que tienen Fe(0) depositado al interior. El proceso deja a los grupos de la superficie de los dendrímeros sin modificar, de tal manera que pueden ser usados para otras reacciones, tales como anexión a una superficie sólida. En este caso, el Fe(0) es usado en una reacción de deshalogenación reductora de policloroetileno (PCE) . La síntesis de nanocompuestos de dendrímero de PAMAM de Fe(0) se llevó a cabo en frascos de vidrio de borosilicato de 8 L a pH 7.0 al hacer reaccionar 4 mL de soluciones acuosas de complejos de Fe (III) -dendrímero con exceso de borohidrato de sodio (2000 ppm). La habilidad de los nanocompuestos de Fe(0) dendrímero (94 ppm de Fe(III) y proporción molar de Fe(III)-NH2 0.125) para reducir las cantidades de PCE (10 ppm) en soluciones acuosas fue evaluada utilizando cromatografía de gases (GC) con detector de captura de electrones (ECD) y detector de ionización de flama (FID) . Los nanocoppuestos que contienen Fe(0) son usados para convertir PCE a tricloroetileno (TCE) (figura 19A) . La reacción de control (figura 19B) contiene Fe(09 pero no contiene dendrímeros. Investigaciones preliminares mostraron reducción significativa de PCE (40-60% después de 3 horas) mediante los nanocoppuestos de Fe(0)-dendrí ero de PAMAM. Inversamente, solo el 20% de 10 ppm de PCE fue reducido en soluciones acuosas en las partículas de Fe(0) de control sintetizadas por reducción de 94 ppn de Fe (III) con 2000 ppm de borohidrato de sodio. Los resultados de estos estudios preliminares sugieren que las macromoléculas dendríticas proporciona bloques de construcciones ideales para desarrollar una nueva generación de nanopartículas activas redox en soporte sólido solubles en agua y catalizadores para purificación de agua. En tanto que la descripción anterior se refiere a métodos particulares de la presente invención, se comprenderá que muchas modificaciones se pueden efectuar sin desviarse del espíritu de la misma. Las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir tales modificaciones a medida que caigan dentro del verdadero alcance y espíritu de la presente invención. Las modalidades actualmente reveladas son para ser consideradas por consiguiente en todas los aspectos como ilustrativas y no restrictivas, el alcance de la invención es indicado por las reivindicaciones adjuntas, en lugar de la descripción anterior y todos los cambios que entren en el significado e intervalo de equivalencias de las reivindicaciones se pretende por consiguiente que sean abarcadas en las mismas. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método de filtración de agua contaminada, caracterizado porque comprende: proporcionar una cantidad de agua contaminada; poner en contacto la cantidad de agua contaminada con una cantidad de un agente de dendrímero suficiente para enlazar por lo menos una porción de los contaminantes en la cantidad de agua contaminada para producir una cantidad de dendrímeros enlazados al contaminante; y filtrar los dendrímeros enlazados al contaminante de la cantidad de agua contaminada, mediante lo cual se produce una cantidad de agua filtrada.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue por lo menos una porción de dendrímeros en el agente de dendrímero permanecen sin enlazar por contaminantes, el método comprende además filtrar los dendrímeros sin enlazar de la cantidad de agua contaminada.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la filtración de los dendrímeros enlazados al contaminante comprende además usar un proceso seleccionado del grupo que consiste de presión, vacío, gravedad y combinaciones de los mismos.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la filtración de los dendrímeros enlazados al contaminante incluye además usar un filtro de filtración seleccionado del grupo que consiste de nanofiltros, ultrafiltros, microfiltros y combinaciones de los mismos.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de dendrímero comprende una cantidad de un tecto-dendrímero.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue el agente de dendrímero comprende una cantidad de un copolímero linear-dendrítico .
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de dendrímero comprende una cantidad de un dendrímero seleccionado del grupo que consiste de dendrímeros de enlace de cationes, dendrímero de enlace de aniones, dendrímeros de enlace de compuestos orgánicos, dendrímeros redox-activos, dendrímeros de enlace de compuestos biológicos, dendrímeros catalíticos, dendrímeros biocidas, dendrímeros de enlace viral, dendrímeros multifuncionales y combinaciones de los mismos.
8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el dendrímero es un dendrímero de enlace de cationes que se enlaza a un metal .
9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el metal es seleccionado del grupo que consiste de cobre, cobalto, níquel, plomo, cadmio, zinc, mercurio, hierro, cromo, plata, oro, cadmio, hierro, paladio, platino, gadolinio, uranio, arsénico y combinaciones de los mismos .
10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además someter los dendrímeros enlazados al contaminante a una reacción de reciclado para separar por lo menos una porción de los contaminantes de por lo menos una porción de los dendrímeros enlazados al contaminante para producir una cantidad de contaminantes y una cantidad de dendrímeros sin enlazar.
11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además reciclar la cantidad de dendrímeros sin enlazar.
12. Un sistema de filtración de agua, caracterizado porque comprende : una unidad de reacción que incluye una cantidad de un agente de dendrímero; y una unidad de filtración en comunicación fluida con la unidad de reacción.
13. El sistema de filtración de agua de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la unidad de filtración comprende un filtro seleccionado del grupo que consiste de nanofiltros, ultrafiltros, microfiltros y combinaciones de los mismos.
14. El sistema de filtración de agua de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la unidad de reacción y la unidad de filtración están integradas.
15. El sistema de filtración de agua de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el agente de dendrímero comprende una cantidad de un tecto-dendrímero.
16. El sistema de filtración de agua de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el agente de dendrímero comprende una cantidad de un copolímero linear-dendrítico .
17. El sistema de filtración de agua de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el agente de dendrímero comprende una cantidad de un dendrímero seleccionado del grupo que consiste de dendrímeros de enlace de cationes, dendrímeros de enlace de aniones, dendrímeros de enlace de compuestos orgánicos, dendrímeros redox-activos, dendrímeros de enlace de compuestos biológicos, dendrímeros catalíticos, dendrímeros biocidas, dendrímeros de enlace viral, dendrímeros multifuncionales y combinaciones de los mismos .
18. El sistema de filtración de agua de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además una unidad de recuperación de dendrímero en comunicación fluida con la unidad de filtración y configurada para implementar una reacción de reciclado para reciclar una cantidad de dendrímeros .
19. El sistema de filtración de agua de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la unidad de filtración y la unidad de recuperación del dendrímero están integradas .
20. Un método para enlazar contaminantes en agua, caracterizado porgue comprende: proporcionar una cantidad de agua contaminada, y poner en contacto el agua contaminada con un agente de dendrímero .
21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el agente de dendrímero comprende una cantidad de un dendrímero seleccionado del grupo que consiste de tecto-dendrímeros, copolímeros lineales-dendríticos, dendrímeros de enlace de cationes, dendrímeros de enlace de aniones, dendrímeros de enlace de compuestos orgánicos, dendrímeros redox-activos, dendrímeros de enlace de compuestos biológicos, dendrímeros catalíticos, dendrímeros biocidas, dendrímeros de enlace viral, dendrímeros multifuncionales y combinaciones de los mismos.