Immagine in sezione trasversale dei nanotubi di carbonio.
(Phys.org) — L'accesso all'acqua potabile sicura è un passo avanti verso l'essere una realtà per coloro che vivono nei paesi in via di sviluppo, grazie alla nuova ricerca pubblicata oggi in Comunicazioni sulla natura .
Lo studio apre la strada alla prossima generazione di dispositivi portatili per la purificazione dell'acqua, che potrebbe fornire sollievo ai 780 milioni di persone in tutto il mondo che ogni giorno devono affrontare senza accesso a una fornitura di acqua pulita.
Un team internazionale di ricercatori, guidato dal Professore Associato Hui Ying Yang della Singapore University of Technology and Design, ha dimostrato che le membrane per la purificazione dell'acqua potenziate da nanotubi di carbonio trattati al plasma sono ideali per rimuovere contaminanti e salamoia dall'acqua.
Il team comprendeva il dott. Zhaojun Han e il professor Kostya (Ken) Ostrikov dei laboratori di nanoscienza del plasma del CSIRO, leader a livello mondiale.
Secondo il dottor Han, queste membrane potrebbero essere integrate in dispositivi portatili per la purificazione dell'acqua delle dimensioni di una teiera che sarebbero ricaricabili, economico e più efficace di molti metodi di filtrazione esistenti. L'acqua contaminata andrebbe da una parte, e l'acqua potabile pulita usciva dall'altra.
"I piccoli dispositivi portatili di purificazione sono sempre più riconosciuti come il modo migliore per soddisfare le esigenze di acqua pulita e servizi igienico-sanitari nei paesi in via di sviluppo e in località remote, minimizzare il rischio di molte malattie gravi, "dice il dottor Han.
Immagine in sezione trasversale della membrana.
"I grandi impianti di depurazione industrializzati che vediamo in altre parti del mondo non sono pratici:consumano una grande quantità di energia e hanno costi di manodopera elevati, rendendoli molto costosi da gestire."
Il dottor Han riconosce che esistono già alcuni dispositivi portatili più piccoli. Però, perché si basano su osmosi inversa e processi termici, sono in grado di rimuovere gli ioni di sale ma non sono in grado di filtrare i contaminanti organici dall'acqua salmastra che si trova in alcuni sistemi fluviali e lacustri.
"Per le persone in località remote, l'acqua salmastra a volte può essere l'unica fonte d'acqua disponibile, " dice. "Ecco perché è importante non solo essere in grado di rimuovere i sali dall'acqua, ma anche poterla sottoporre a un processo di purificazione».
"Il nostro studio ha dimostrato che le membrane di nanotubi di carbonio erano in grado di filtrare ioni di dimensioni molto diverse, il che significa che erano in grado di rimuovere il sale, insieme ad altre impurità, " lui dice.
Secondo il professor Ostrikov, l'altro aspetto negativo dei dispositivi portatili esistenti è che richiedono un'alimentazione continua per far funzionare i loro processi termici. "D'altra parte, le nuove membrane potrebbero funzionare come un dispositivo ricaricabile."
Il professor Ostrikov attribuisce il successo delle nuove membrane alle proprietà uniche dei nanotubi di carbonio trattati al plasma.
"In primo luogo, i nanotubi ultralunghi hanno una superficie molto ampia, ideale per la filtrazione. In secondo luogo, i nanotubi sono facili da modificare, che ci consente di adattare le loro proprietà superficiali attraverso il trattamento al plasma localizzato su nanoscala, " lui dice.
Ora che i ricercatori hanno dimostrato l'efficacia del metodo, hanno in programma di estendere la loro ricerca per studiare le proprietà di filtrazione di altri nanomateriali. Inizieranno guardando il grafene, che ha proprietà simili ai nanotubi di carbonio, ma potrebbe essere reso considerevolmente più denso e più forte.
Lo studio "Membrane di nanotubi di carbonio con capacità specifica ultraelevata per la desalinizzazione e la purificazione dell'acqua" è un lavoro in collaborazione tra la Singapore University of Technology and Design, CSIRO, Massachusetts Institute of Technology (MIT), l'Università di Sydney, e l'Università Politecnica di Hong Kong.
