Nanomagnets tiszta víz
2019. december 3. - A bevont nanorészecskék megkötik a szerves, szervetlen és mikrobiális szennyeződéseket.
A világ számos részén a tiszta ivóvízhez való hozzáférés nem más, mint adott. Nagy mennyiségek szűrése azonban a lassú áramlási sebesség miatt alig praktikus. Ulmi és Zaragoza tudósok most egy új megközelítést javasolnak, amely ionos folyadékkal bevont mágneses nanorészecskékre épül. Ezek egyszerre képesek megkötni a szerves, szervetlen és mikrobiális szennyeződéseket, valamint a mikroműanyagokat, és mágnesek segítségével könnyen elválaszthatók.
Alternatív megközelítésükhöz az Ulmi Egyetem, a Helmholtz Ulmi Intézet és a spanyol CISC-Universidad de Zaragoza kutatói, Carsten Streb, Robert Güttel és Scott G. Mitchell vezetésével mágneses vas-oxidból készült magot és porózus szilícium-dioxidból készült héjat használnak. A felületére szilárdan egy ionos folyadék réteg kerül. Az ionos folyadék olyan só, amely szobahőmérsékleten már megolvad, vagyis folyékony anélkül, hogy oldószerben oldanánk.
A felhasznált ionos folyadék polioxometalátokon (POM) alapul - fématomokon, amelyeket oxigénatomok hidalnak át, és így háromdimenziós hálózatot képeznek. A kutatók a volfrámot választották fémnek, mert a keletkező polioxotungstate anionok meg tudják kötni a nehézfém ionokat. Antimikrobiális tulajdonságokkal bíró terjedelmes tetraalkil-ammónium kationok szolgálnak ellenionként. A kapott ionos folyadékok stabil vékony ionos folyadékfázisokat képeznek a nanorészecskék porózus szilícium-dioxid-bevonatán. A szennyezettséggel megterhelt nanorészecskék ezután mágnes segítségével könnyen eltávolíthatók a vízből.
A laboratóriumi vizsgálatok során a nanorészecskék megbízhatóan eltávolították az ólom-, nikkel-, réz-, króm- és kobalt-ionokat, valamint a V festékkék színezéket mint aromás szennyeződések modellanyagát. A különféle baktériumok szaporodását is hatékonyan leállították. A nanorészecskéket egy vagy tíz mikrométeres nagy polisztirol gömb felületén is elhelyezték - ez a modell a mikroműanyagokhoz -, amelyeket kvantitatív módon eltávolíthatunk ily módon.
Az egyes alkatrészek további beállításával a kompozit anyag tovább optimalizálható, és a mágneses nanorészecskék ígéretes kiindulópontot jelenthetnek a centralizált és decentralizált vízkezelő rendszerek számára. Ez lehetővé tenné egyszerűen nagy mennyiségű víz tisztítását kiterjedt infrastruktúra nélkül.