La fiala di sinistra mostra una soluzione di colorante in acqua (blu) e la fiala di destra mostra acqua limpida dopo che il colorante è stato rimosso dalla soluzione dal polimero. Credito:Januka Budhathoki-Uprety
I ricercatori della North Carolina State University hanno dimostrato che un polimero sintetico può rimuovere alcuni coloranti dall'acqua e che il polimero può essere recuperato e riutilizzato. I risultati offrono un nuovo metodo potenziale per la pulizia delle acque reflue dopo l'uso da parte di industrie tessili, cosmetiche o di altro tipo.
"I coloranti sono usati ovunque, anche nell'industria tessile, così come nei prodotti farmaceutici, cosmetici, carta, pelle e persino nei medicinali", ha affermato Januka Budhathoki-Uprety, autrice principale di un articolo sul lavoro e assistente professore di ingegneria tessile , chimica e scienze presso NC State. "Se questi contaminanti non vengono adeguatamente rimossi dalle acque reflue dopo la tintura e il finissaggio, possono essere una fonte significativa di inquinamento ambientale e comportare rischi per la salute umana".
Nello studio, pubblicato su ACS Applied Polymer Materials , i ricercatori hanno realizzato un polimero sintetico chiamato policarbodiimmide. I ricercatori hanno quindi testato la capacità del materiale di pulire le acque reflue prima dissolvendole in un solvente e poi mescolandole con acqua contaminata da coloranti. Hanno testato la soluzione polimerica contro una serie di 20 coloranti anionici, chiamati anche coloranti acidi, utilizzati nell'industria tessile. Per le valutazioni iniziali, i ricercatori hanno eseguito un test visivo ad occhio nudo per vedere se il polimero funzionava. I ricercatori hanno successivamente quantificato la capacità del polimero di rimuovere il colorante utilizzando la spettroscopia UV-Vis.
"Abbiamo miscelato la soluzione polimerica e l'acqua contaminata dal colorante in modo che il polimero nella soluzione possa aggrapparsi al colorante. Questa è una soluzione a due fasi, proprio come l'olio e l'acqua. La parte polimerica della soluzione si aggrappa ai coloranti". disse Budhathoki-Uprety. "Poi siamo stati in grado di separare facilmente l'acqua pulita dalla miscela di soluzione contaminata facendola defluire, in modo simile alla separazione dell'acqua da una miscela di olio e acqua."
La soluzione polimerica ha rimosso tutti tranne quattro dei 20 coloranti acidi che hanno testato. Inoltre, hanno scoperto che era facile recuperare il polimero in pochi minuti. Hanno trovato le caratteristiche dei coloranti, legate alle loro strutture molecolari, che hanno contribuito al fatto che il polimero funzionasse o meno.
"Abbiamo scoperto che la soluzione polimerica può rimuovere i coloranti dall'acqua contaminata e possiamo recuperare il polimero e usarlo nuovamente per rimuovere il colorante dall'acqua contaminata", ha affermato Budhathoki-Uprety.
Negli studi futuri, i ricercatori stanno progettando di sviluppare una libreria di polimeri che avrebbe il potenziale per funzionare con più tipi di coloranti. Inoltre, vogliono sviluppare un meccanismo più pratico per l'utilizzo della policarbodiimmide per pulire le acque reflue.
"Stiamo lavorando per sviluppare materiali che possano svolgere lo stesso lavoro senza dover utilizzare il polimero nella fase di soluzione", ha affermato Budhathoki-Uprety. "Se hai fuoriuscite di colorante, non devi usare una soluzione infiammabile:vuoi un materiale solido che sia più facile da maneggiare". + Esplora ulteriormente
