Nanoteknologi til vandrensning

Nanoteknologi refererer til en bred vifte af værktøjer, teknikker og applikationer, der blot involverer partikler på den omtrentlige størrelsesskala på nogle få til hundredvis af nanometer i diameter. Partikler af denne størrelse har nogle unikke fysisk-kemiske og overfladeegenskaber, der egner sig til nye anvendelser. Ja, fortalere for nanoteknologi foreslår, at dette forskningsområde kan bidrage til løsninger på nogle af de store problemer, vi står over for på verdensplan, såsom at sikre en forsyning af rent drikkevand til en voksende befolkning, samt adressering af problemer inden for medicin, energi, og landbrug.

Skrivning i International Journal of Nuclear Desalination , forskere ved D.J. Sanghvi College of Engineering, i Mumbai, Indien, forklare, at der er flere nanoteknologiske tilgange til vandrensning, der i øjeblikket undersøges, og nogle allerede er i brug. "Vandbehandlingsanordninger, der indeholder materialer i nanoskala, er allerede tilgængelige, og menneskelig udviklingsbehov for rent vand presser sig, " Alpana Mahapatra og kollegerne Farida Valli og Karishma Tijoriwala, forklare.

Vandrensning ved hjælp af nanoteknologi udnytter nanoskopiske materialer såsom kulstofnanorør og aluminiumoxidfibre til nanofiltrering, det udnytter også tilstedeværelsen af ​​nanoskopiske porer i zeolitfiltreringsmembraner, samt nanokatalysatorer og magnetiske nanopartikler. Nanosensorer, såsom dem baseret på titaniumoxid nanotråde eller palladiumnanopartikler bruges til analytisk påvisning af forurenende stoffer i vandprøver.

De urenheder, som nanoteknologien kan tackle, afhænger af rensningsstadiet for vandet, som teknikken anvendes på, tilføjer holdet. Det kan bruges til fjernelse af sedimenter, kemiske spildevand, ladede partikler, bakterier og andre patogener. De forklarer, at giftige sporstoffer som arsen, og viskøse flydende urenheder såsom olie kan også fjernes ved hjælp af nanoteknologi.

"De vigtigste fordele ved at bruge nanofiltre, i modsætning til konventionelle systemer, er, at der kræves mindre tryk for at lede vand gennem filteret, de er mere effektive, og de har utroligt store overflader og kan nemmere rengøres ved tilbageskylning sammenlignet med konventionelle metoder, " siger holdet.

For eksempel, kulstof nanorør-membraner kan fjerne næsten alle slags vandforurenende stoffer, herunder turbiditet, olie, bakterie, vira og organiske kontaminanter. Selvom deres porer er betydeligt mindre, har kulstofnanorør vist sig at have en tilsvarende eller hurtigere strømningshastighed sammenlignet med større porer, muligvis på grund af det glatte indre af nanorørene. Nanofibrøse aluminiumoxidfiltre og andre nanofibermaterialer fjerner også negativt ladede forurenende stoffer såsom vira, bakterie, og organiske og uorganiske kolloider med en hurtigere hastighed end konventionelle filtre.

"Mens den nuværende generation af nanofiltre kan være relativt enkel, det menes, at fremtidige generationer af nanoteknologi-baserede vandbehandlingsanordninger vil udnytte egenskaberne af nye materialer i nanoskala, " siger holdet.

Forskerne peger på, at flere grundlæggende aspekter af nanoteknologi har givet anledning til bekymring blandt offentligheden og aktivistgrupper. De indrømmer, at de risici, der er forbundet med nanomaterialer, måske ikke er de samme som de risici, der er forbundet med bulkversionerne af de samme materialer, fordi det meget større forhold mellem overfladeareal og volumen af ​​nanopartikler kan gøre dem mere reaktive end bulkmaterialer og føre til hidtil ukendte og utestede interaktioner med biologiske overflader. Vandrensning baseret på nanoteknologi har endnu ikke ført til nogen sundheds- eller miljøproblemer, men holdet gentager andres holdning om, at yderligere forskning i den biologiske interaktion mellem nanopartikler bør udføres.