La nuova tecnologia può filtrare l'acqua potabile 100 volte più velocemente della tecnologia attuale. Credito:Foto stock gratuita - Creative Commons con licenza per uso commerciale, nessuna attribuzione richiesta
I ricercatori australiani hanno progettato un nanofiltro rapido in grado di pulire l'acqua sporca oltre 100 volte più velocemente della tecnologia attuale.
Semplice da realizzare e semplice da scalare, la tecnologia sfrutta le nanostrutture naturali che crescono sui metalli liquidi.
I ricercatori della RMIT University e dell'Università del New South Wales (UNSW) dietro l'innovazione hanno dimostrato che può filtrare sia i metalli pesanti che gli oli dall'acqua a una velocità straordinaria.
Il ricercatore di RMIT, il dott. Ali Zavabeti, ha affermato che la contaminazione dell'acqua rimane una sfida significativa a livello globale:1 persona su 9 non ha acqua pulita vicino a casa.
"La contaminazione da metalli pesanti causa gravi problemi di salute e i bambini sono particolarmente vulnerabili, " Disse Zavabeti.
"Il nostro nuovo nanofiltro è sostenibile, ecologico, scalabile e a basso costo.
"Abbiamo dimostrato che funziona per rimuovere piombo e olio dall'acqua, ma sappiamo anche che ha il potenziale per colpire altri contaminanti comuni.
"Ricerche precedenti hanno già dimostrato che i materiali che abbiamo utilizzato sono efficaci nell'assorbire contaminanti come il mercurio, solfati e fosfati.
"Con un ulteriore sviluppo e supporto commerciale, questo nuovo nano-filtro potrebbe essere una soluzione economica e ultraveloce al problema dell'acqua sporca".
Una gocciolina di metallo liquido con scaglie di composti di ossido di alluminio cresciuti sulla sua superficie. Ogni fiocco da 0,03 mm è composto da circa 20, 000 nanofogli impilati insieme. Credito:Università RMIT
Il processo di chimica dei metalli liquidi sviluppato dai ricercatori ha potenziali applicazioni in una vasta gamma di settori, tra cui l'elettronica, membrane, ottica e catalisi.
"La tecnica è potenzialmente di notevole valore industriale, poiché può essere facilmente aggiornato, il metallo liquido può essere riutilizzato, e il processo richiede solo tempi di reazione brevi e basse temperature, " ha detto Zavabeti.
Responsabile del progetto, il professor Kourosh Kalantar-zadeh, Professore Onorario presso RMIT, Laureato Fellow dell'Australian Research Council e professore di ingegneria chimica presso l'UNSW, ha affermato che la chimica del metallo liquido utilizzata nel processo ha consentito la crescita di nanostrutture di forma diversa, sia come fogli atomicamente sottili utilizzati per il nanofiltro o come strutture nanofibrose.
"La coltivazione di questi materiali in modo convenzionale richiede molta energia, richiede alte temperature, lunghi tempi di lavorazione e utilizza metalli tossici. La chimica dei metalli liquidi evita tutti questi problemi, quindi è un'alternativa eccezionale".
Come funziona
La tecnologia innovativa è sostenibile, ecologico, scalabile e a basso costo.
I ricercatori hanno creato una lega combinando metalli liquidi a base di gallio con alluminio.
Quando questa lega è esposta all'acqua, fogli nanosottili di composti di ossido di alluminio crescono naturalmente sulla superficie.
Questi strati atomicamente sottili—100, 000 volte più sottile di un capello umano:riposiziona in modo rugoso, rendendoli altamente porosi.
Immagine al microscopio di nano-fogli, ingrandita oltre 11, 900 volte. Credito:Università RMIT
Ciò consente all'acqua di passare rapidamente mentre i composti di ossido di alluminio assorbono i contaminanti.
Gli esperimenti hanno mostrato che il nano-filtro composto da fogli impilati atomicamente sottili era efficiente nel rimuovere il piombo dall'acqua che era stata contaminata a livelli di consumo oltre 13 volte sicuri, ed era molto efficace nel separare l'olio dall'acqua.
Il processo non genera scarti e richiede solo alluminio e acqua, con i metalli liquidi riutilizzati per ogni nuovo lotto di nanostrutture.
Il metodo sviluppato dai ricercatori può essere utilizzato per coltivare materiali nanostrutturati come fogli ultrasottili e anche come nanofibre.
Queste diverse forme hanno caratteristiche diverse:i fogli ultrasottili utilizzati negli esperimenti sui nanofiltri hanno un'elevata rigidità meccanica, mentre le nanofibre sono altamente traslucide.
La capacità di coltivare materiali con caratteristiche diverse offre opportunità di personalizzare le forme per migliorare le loro diverse proprietà per applicazioni in elettronica, membrane, ottica e catalisi.
La ricerca è finanziata dall'Australian Research Council Center for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET).
I risultati sono pubblicati sulla rivista Materiali funzionali avanzati .
