Il bicchiere a sinistra contiene una soluzione colorante blu indaco prima del trattamento con fibre fique modificate (marrone scuro). Il becher a destra mostra la stessa soluzione di blu indaco resa chiara, dopo che le fibre di fique modificate hanno degradato il colorante in soli cinque minuti. L'immagine mostra anche raw, fibre fique non trattate (bianco sporco) sul tavolo.
(Phys.org) —Un processo semplice ed economico che utilizza fibre naturali incorporate con nanoparticelle può eliminare quasi completamente l'acqua dai coloranti tessili dannosi in pochi minuti, riferiscono Cornell e ricercatori colombiani che hanno lavorato con fibre vegetali autoctone colombiane.
coloranti, come il blu indaco usato per colorare i blue jeans, minacciano corsi d'acqua vicino a stabilimenti tessili in Sud America, India e Cina. Tali coloranti sono tossici, e scoloriscono l'acqua, riducendo così la luce alle piante acquatiche, che limita la fotosintesi e abbassa l'ossigeno nell'acqua.
Lo studio, pubblicato nel numero di agosto della rivista chimica verde , descrive una dimostrazione di principio, ma i ricercatori stanno testando l'efficacia con cui il loro metodo tratta tali inquinanti dell'acqua che alterano il sistema endocrino come i fenoli, pesticidi, antibiotici, ormoni e ftalati.
"Queste molecole sono contaminanti molto resistenti ai tradizionali processi di purificazione dell'acqua, e crediamo che i nostri materiali biocompositi possano essere un'opzione per la loro rimozione dalle acque reflue, " ha detto il coautore dello studio, Marianny Combariza, ricercatore presso l'Universidad Industrial de Santander in Colombia.
La ricerca sfrutta le cavità di dimensioni nanometriche trovate nella cellulosa che il coautore Juan Hinestroza, Cornell professore associato di scienza delle fibre, ha precedentemente utilizzato per produrre nanoparticelle all'interno delle fibre di cotone.
Il documento descrive il metodo:fibre vegetali fique colombiane, comunemente usato per fare sacchetti di caffè, vengono immersi in una soluzione di permanganato di sodio e poi trattati con ultrasuoni; di conseguenza, molecole di ossido di manganese crescono nelle minuscole cavità di cellulosa. Gli ossidi di manganese nelle fibre reagiscono con i coloranti e li scompongono in forme non colorate.
Fibre locali, come quelli realizzati con le piante di fique autoctone colombiane (Frucraea andina) qui raffigurate, venivano lavorati e poi usati per degradare i coloranti in acqua.
Nello studio, le fibre trattate hanno rimosso il 99 percento del colorante dall'acqua in pochi minuti. Per di più, le stesse fibre possono essere utilizzate ripetutamente – dopo otto cicli, le fibre rimuovevano ancora tra il 97 percento e il 99 percento del colorante.
"Non sono necessari materiali di partenza costosi o particolari per sintetizzare il biocomposito, " ha detto Combariza. "La sintesi può essere eseguita in un laboratorio di chimica di base."
"Questa è la prima prova dell'efficacia di questa semplice tecnica, " ha detto Hinstroza. "Utilizza la chimica a base d'acqua, ed è facilmente trasferibile a situazioni del mondo reale."
I ricercatori stanno testando il loro processo su altri tipi di inquinanti, altre fibre e materiali compositi. "Stiamo lavorando ora allo sviluppo di un prototipo di unità di filtraggio a basso costo per il trattamento delle acque inquinate, " ha detto Combariza. "Non ci concentriamo solo sugli ossidi di manganese, lavoriamo anche su una varietà di materiali basati su ossidi di metalli di transizione che mostrano un'eccezionale attività di degradazione."
La dottoranda Martha Chacón-Patiño è l'autrice principale del documento, e professore di chimica Cristian Blanco-Tirado è un coautore, entrambi all'Universidad Industrial de Santander.
Lo studio è intitolato "Biocomposito di MnO2 nanostrutturato e fibre fique per un'efficiente degradazione del colorante".
