Nanomagnety čistá voda

3. decembra 2019 - Poťahované nanočastice viažu organické, anorganické a mikrobiálne nečistoty.

V mnohých častiach sveta je prístup k čistej pitnej vode čokoľvek, len nie daný. Filtrácia veľkých objemov je však ťažko praktická kvôli nízkym prietokom. Vedci z Ulmu a Zaragozy teraz navrhujú nový prístup založený na magnetických nanočasticiach potiahnutých iónovou kvapalinou. Môžu viazať súčasne organickú, anorganickú a mikrobiálnu kontamináciu i mikroplasty a dajú sa ľahko oddeliť pomocou magnetov.

nanomagnety

Ako alternatívny prístup používajú výskumníci z Ulmskej univerzity, Helmholtzovho inštitútu v Ulme a španielskej CISC-Universidad de Zaragoza pod vedením Carstena Streba, Roberta Güttela a Scotta G. Mitchella nanočastice s jadrom vyrobeným z magnetického oxidu železa a škrupinou vyrobenou z pórovitého oxidu kremičitého. Na jej povrch je pevne nanesená vrstva iónovej kvapaliny. Iónová kvapalina je soľ, ktorá je už roztavená pri izbovej teplote, to znamená, že je kvapalná bez rozpustenia v rozpúšťadle.

Použitá iónová kvapalina je na báze polyoxometalátov (POM) - atómov kovov, ktoré sú premostené atómami kyslíka a vytvárajú trojrozmernú sieť. Vedci zvolili ako kov volfrám, pretože výsledné anióny polyoxotungštátu môžu viazať ióny ťažkých kovov. Ako protiióny slúžia objemné tetraalkylamóniové katióny s antimikrobiálnymi vlastnosťami. Výsledné iónové kvapaliny tvoria stabilné tenké iónové kvapalné fázy na poréznom povlaku oxidu kremičitého nanočastíc. Nanočastice naplnené kontamináciou sa potom dajú ľahko odstrániť z vody pomocou magnetu.

Pri laboratórnych testoch nanočastice spoľahlivo odstránili ióny olova, niklu, medi, chrómu a kobaltu, ako aj patentnú modrú farbu V ako vzorovú látku pre aromatické nečistoty. Účinne sa zastavil aj rast rôznych druhov baktérií. Nanočastice boli tiež nanesené na povrch jednej alebo desiatich mikrometrov veľkých polystyrénových gúľ - model pre mikroplasty - ktorý sa dal týmto spôsobom kvantitatívne odstrániť.

Ďalšia úprava jednotlivých zložiek by mohla ďalej optimalizovať kompozitný materiál a urobiť z magnetických nanočastíc sľubný východiskový bod pre centralizované a decentralizované systémy úpravy vody. To by umožnilo jednoducho vyčistiť veľké množstvo vody bez rozsiahlej infraštruktúry.