Nanomagnetii curata apa
3 decembrie 2019 - Nanoparticulele acoperite leagă impuritățile organice, anorganice și microbiene.
În multe părți ale lumii, accesul la apă potabilă curată este orice altceva decât un dat. Filtrarea volumelor mari este, cu toate acestea, dificilă din cauza debitelor lente. Oamenii de știință din Ulm și Zaragoza propun acum o abordare nouă bazată pe nanoparticule magnetice acoperite cu un lichid ionic. Acestea pot lega simultan contaminarea organică, anorganică și microbiană, precum și microplasticele și pot fi ușor separate cu ajutorul magneților.
Pentru abordarea lor alternativă, cercetătorii de la Universitatea din Ulm, Institutul Helmholtz Ulm și CISC spaniolă-Universidad de Zaragoza din jurul Carsten Streb, Robert Güttel și Scott G. Mitchell folosesc nanoparticule cu un miez din oxid de fier magnetic și o coajă din dioxid de siliciu poros. Un strat de lichid ionic este aplicat ferm pe suprafața sa. Un lichid ionic este o sare care este deja topită la temperatura camerei, adică este lichidă fără a fi dizolvată într-un solvent.
Lichidul ionic utilizat se bazează pe polioxometalați (POM) - atomi metalici care sunt conectați de atomi de oxigen pentru a forma o rețea tridimensională. Cercetătorii au ales tungstenul ca metal, deoarece anionii polioxotungstat rezultați pot lega ioni de metale grele. Cationii voluminoși tetraalchilamoniu cu proprietăți antimicrobiene servesc drept contraioni. Lichidele ionice rezultate formează faze lichide ionice subțiri stabile pe stratul poros de dioxid de siliciu al nanoparticulelor. Nanoparticulele încărcate cu contaminanți pot fi apoi îndepărtate cu ușurință din apă folosind un magnet.
În testele de laborator, nanoparticulele au îndepărtat în mod fiabil ionii de plumb, nichel, cupru, crom și cobalt, precum și albastru patent V colorant ca substanță model pentru impuritățile aromatice. De asemenea, creșterea diferitelor tipuri de bacterii a fost oprită în mod eficient. Nanoparticulele au fost, de asemenea, depuse pe suprafața unor sfere mari de polistiren cu unul sau zece micrometri - un model pentru microplastice - care ar putea fi îndepărtate cantitativ în acest mod.
O ajustare suplimentară a componentelor individuale ar putea optimiza și mai mult materialul compozit și ar face din nanoparticulele magnetice un punct de plecare promițător pentru sistemele de tratare a apei centrale și descentralizate. Acest lucru ar face posibilă pur și simplu curățarea unor cantități mari de apă fără o infrastructură extinsă.