Creando fessure ben distanziate in un minerale argilloso, Petra Rudolf, professoressa di fisica sperimentale dello stato solido dell'Università di Groningen, è stata in grado di filtrare l'acqua per rimuovere un erbicida tossico. Dopo aver rimosso l'inquinante riscaldando il materiale, l'argilla può essere riutilizzata. Insieme ai colleghi greci, Rudolf presenta questa prova di studio di principio nella rivista Scienze Ambientali Nano .

In Olanda, si coltivano molte barbabietole da zucchero. Su questi campi, l'erbicida cloridazon è ampiamente usato. Questo composto è tossico per l'uomo, non si decompone in natura e finirà per infiltrarsi nelle acque sotterranee. Le concentrazioni di cloridazon nelle acque sotterranee sono attualmente al di sotto della soglia di sicurezza, ma poiché è persistente nell'ambiente, si prevede che aumentino. "Gli impianti di purificazione dell'acqua possono abbattere il cloridazon usando la luce UV, ma anche i prodotti di degradazione del cloridazon sono tossici, " spiega Rodolfo.

pilastri

Rudolf ha acquisito una tecnica per realizzare nanocavità ben definite nell'argilla, che ha adattato per intrappolare l'erbicida. "L'argilla è un minerale stratificato, " spiega Rudolf. "Gli strati hanno una carica negativa e sono separati da ioni positivi. Possiamo sostituire quelli con pilastri molecolari di nostra progettazione." Le argille naturali vengono prima lavate e poi trattate con sali di sodio. Il sodio sostituisce gli ioni positivi naturali tra gli strati. "Questi ioni di sodio sono circondati da un mantello d'acqua, che allontana leggermente gli strati. Semplicemente aggiungendo le molecole del pilastro all'acqua, sostituiranno il sodio."

Questi pilastri sono solitamente realizzati in ossido di silicio, con un gruppo chimico aggiunto che definisce l'affinità delle cavità. Rodolfo:"In questo caso, abbiamo aggiunto ioni di rame per attirare il cloridazon e i suoi prodotti di degradazione." L'argilla funzionalizzata ha assorbito l'erbicida in quantità significative:quasi 900 milligrammi per chilogrammo di argilla. "Questo è un buon risultato e vediamo la possibilità di aumentare ulteriormente l'assorbimento." Inoltre , Rudolf e i suoi colleghi hanno dimostrato che l'erbicida viene rimosso riscaldando l'argilla, che poi può essere riutilizzato.

Acque sotterranee

I primi risultati sono stati ottenuti utilizzando 10 volte la più alta concentrazione di cloridazon misurata nell'ambiente. Per di più, gli esperimenti sono stati eseguiti in acqua pulita. "Così, dobbiamo ripeterlo nelle acque sotterranee reali, per vedere se altri composti influenzano l'assorbimento." Se tutti questi test danno risultati positivi, la prossima domanda è come trasformare questa argilla in un prodotto che può essere utilizzato nel trattamento delle acque. "Le opzioni sono aggiungere l'argilla all'acqua e poi recuperarla per filtrazione, o per costruire l'argilla in una membrana, " spiega Rodolfo.

Alterando la larghezza delle feritoie e cambiando l'affinità dei pilastri, diversi composti chimici potrebbero essere catturati dall'argilla funzionalizzata. "Stiamo testando sistemi per rimuovere altri due composti dall'acqua, "dice Rudolf. "Inoltre, un sistema simile potrebbe essere realizzato utilizzando altri materiali stratificati, come l'ossido di grafene."