Наномагніти чистої води
3 грудня 2019 р. - Наночастинки з покриттям пов'язують органічні, неорганічні та мікробні домішки.
У багатьох частинах світу доступ до чистої питної води є чим завгодно, але не даним. Однак фільтрація великих обсягів навряд чи є практичною через повільні витрати. Зараз вчені з Ульму та Сарагоси пропонують новий підхід, заснований на магнітних наночастинках, покритих іонною рідиною. Вони можуть одночасно зв’язувати органічне, неорганічне та мікробне забруднення, а також мікропластики і легко розділяються за допомогою магнітів.
В якості альтернативного підходу дослідники з Ульмського університету, Університету Гельмгольца в Ульмі та іспанського CISC-Університету Сарагоси на чолі з Карстеном Штребом, Робертом Гюттелем та Скоттом Г. Мітчеллом використовують наночастинки з серцевиною, виготовленою з магнітного оксиду заліза та оболонкою з пористого діоксиду кремнію. На її поверхню міцно наноситься шар іонної рідини. Іонна рідина - це сіль, яка вже розплавлена при кімнатній температурі, тобто вона є рідиною, не розчиняючись у розчиннику.
Використовувана іонна рідина базується на поліоксометалатах (POM) - атомах металів, які з’єднані між собою атомами кисню утворюють тривимірну мережу. Дослідники вибрали в якості металу вольфрам, оскільки отримані аніони поліоксивольфраму можуть зв’язувати іони важких металів. Об’ємні катіони тетраалкіламмонію з протимікробними властивостями служать протиіонами. Отримані іонні рідини утворюють стабільні тонкі іонні рідкі фази на пористому покритті діоксиду кремнію наночастинок. Потім наночастинки, завантажені забрудненням, можна легко видалити з води за допомогою магніту.
В ході лабораторних випробувань наночастинки надійно видаляли іони свинцю, нікелю, міді, хрому та кобальту, а також патент на барвник синій V як зразкову речовину для ароматичних домішок. Також ефективно було зупинено ріст різних видів бактерій. Наночастинки також осідали на поверхні одного або десяти мікрометрів великих полістиролових сфер - моделі для мікропластиків - які можна було кількісно видалити таким чином.
Подальшим регулюванням окремих компонентів композитний матеріал можна додатково оптимізувати та зробити магнітні наночастинки перспективною відправною точкою для централізованих та децентралізованих систем очищення води. Це дало б змогу просто очистити велику кількість води без великої інфраструктури.