I rifiuti di plastica si decompongono nel tempo in nanoplastiche (<0,1 μm). Le microplastiche inferiori a 20 μm non possono essere rimosse negli impianti di trattamento delle acque attualmente in funzione e devono essere agglomerate fino a raggiungere dimensioni maggiori e quindi rimosse. A questo scopo vengono utilizzati flocculanti a base di ferro (Fe) o alluminio (Al), ma non rappresentano la soluzione definitiva poiché rimangono nell'acqua e causano grave tossicità per l'uomo, richiedendo un processo di trattamento separato.
Il dottor Jae-Woo Choi del Centro per la ricerca sul ciclo dell'acqua presso il Korea Institute of Science and Technology (KIST) ha sviluppato un flocculante solido ecologico a base di scheletro metallo-organico in grado di aggregare efficacemente le nanoplastiche sotto irradiazione di luce visibile. La ricerca è stata pubblicata su Water Research .
Il blu di Prussia, una sostanza a base di strutture metallo-organiche prodotta aggiungendo cloruro di ferro (III) a una soluzione di ferrocianuro di potassio, è il primo pigmento sintetico utilizzato per tingere i jeans di un colore blu intenso ed è stato recentemente utilizzato per adsorbire il cesio, un elemento radioattivo , dalle acque reflue delle centrali nucleari giapponesi.
Mentre conduceva esperimenti sulla rimozione di materiali radioattivi dall'acqua utilizzando il blu di Prussia, il gruppo di ricerca KIST ha scoperto che il blu di Prussia aggrega efficacemente le nanoplastiche sotto irradiazione di luce visibile.
Il team di ricerca ha sviluppato un materiale in grado di rimuovere efficacemente le nanoplastiche regolando la struttura cristallina per massimizzare l’efficienza di aggregazione del blu di Prussia. Quando il materiale sviluppato viene irradiato con luce visibile, le nanoplastiche con un diametro di circa 0,15 μm (150 nm), difficili da rimuovere utilizzando la tecnologia di filtrazione convenzionale, possono essere agglomerate fino a raggiungere dimensioni circa 4.100 volte maggiori, rendendole più facili da rimuovere.
Negli esperimenti, i ricercatori hanno scoperto di essere in grado di rimuovere fino al 99% delle nanoplastiche dall’acqua. Il materiale sviluppato è anche in grado di flocculare le nanoplastiche più di tre volte il proprio peso, superando di circa 250 volte l'efficienza di flocculazione dei flocculanti convenzionali che utilizzano ferro o alluminio.
Il materiale non solo utilizza il blu di Prussia, innocuo per il corpo umano, ma è anche un flocculante solido che facilita il recupero dei residui nell'acqua. Utilizza inoltre la luce naturale come fonte di energia, consentendo un processo a basso consumo energetico.
"Questa tecnologia ha un alto potenziale per la commercializzazione come materiale candidato che può essere applicato a fiumi in generale, impianti di trattamento delle acque reflue e impianti di purificazione dell'acqua", ha affermato il dott. Choi del KIST. "Il materiale sviluppato può essere utilizzato non solo per le nanoplastiche nell'acqua, ma anche per ripulire il cesio radioattivo, fornendo così acqua sicura."
Il dottor Youngkyun Jung, il primo autore dell'articolo, ha affermato:"Il principio di questo materiale può essere utilizzato per rimuovere non solo le nanoplastiche, ma anche una varietà di contaminanti nei sistemi idrici".
Ulteriori informazioni: Youngkyun Jung et al, Nanobot semoventi indotti dalla luce visibile contro le nanoplastiche, Ricerca sull'acqua (2023). DOI:10.1016/j.waters.2023.120543
Informazioni sul giornale: Ricerca sull'acqua
Fornito dal Korea Institute of Science and Technology
