Нанотехнологии и чистая вода

Нанотехнологии относятся к широкому спектру инструментов, методов и приложений, которые связаны с использованием частиц размером от нескольких до сотен нанометров. Частицы такого размера имеют уникальные физико-химические и поверхностные свойства, которые открывают для них новые возможности использования.

Действительно, сторонники нанотехнологий предполагают, что эта область исследований может способствовать решению некоторых проблем, с которыми мы сталкиваемся в глобальном масштабе, таких как обеспечение снабжения безопасной питьевой воды для растущего населения, а также решение вопросов в области медицины, энергетики и сельского хозяйства.

В настоящее время существует несколько способов нанотехнологической очистки воды, которые в настоящее время разрабатываются, а некоторые из них уже используются. «Подготовка устройств, которые включают наноразмерные материалы, уже существует, а потребности человека в чистой воде растут».

Системы очистки воды с использованием нанотехнологий используют наноматериалы, таких как углеродные нанотрубки и волокна глинозема для нанофильтрации, она также использует существование наноскопических пор в мембранах цеолита, а также нанокатализаторов и магнитных наночастиц. Наносенсоры, например, на основе нанопроводов оксида титана или наночастиц палладия, используются для аналитического обнаружения вредных веществ в пробах воды.

Примесей, которые удаляются с помощью нанотехнологий, зависят от стадии очистки воды, в которую применяется методика. Нанотехнологии могут быть использованы для удаления отложений, химических стоков, заряженных частиц, бактерий и других болезнетворных микроорганизмов. Команда исследователей объясняет, что токсичные микроэлементы, такие как мышьяк, и вязкие жидкости, такие как нефть, также могут быть удалены с помощью нанотехнологий.

«Основные преимущества использования нанофильтров, в отличие от обычных систем, в том, что воде требуется меньшее давление для прохождения через фильтр, что более эффективно, а также система может легче очищаться путем обратной промывки по сравнению с традиционными методами», говорит Alpana Mahapatra с коллегами Farida Valli и Karishma Tijoriwal, Dwarkadas Jivanlal Sanghvi Инженерный колледж, Мумбаи, Индия.

Например, с помощью мембран углеродных нанотрубок можно удалить практически все виды загрязнений, включая замутнение воды, масло, бактерии, вирусы и органические загрязнения. Нанофильтры из алюминия и других материалов удаляют отрицательно заряженные загрязняющие вещества, такие как вирусы, бактерии, органические и неорганические коллоиды более быстрыми темпами по сравнению с обычными фильтрами.

«Хотя нынешнее поколение нанофильтров относительно просто, считается, что будущие поколения устройств очистки воды на основе нанотехнологий будут созданы на основе свойств новых наноразмерных материалов», говорят исследователи.

Ученые отмечают, что некоторые фундаментальные аспекты нанотехнологий вызвали обеспокоенность среди общественности и групп активистов. Они признают, что риск, связанный с наноматериалами, не может быть таким же, как риск, связанные с другими материалами. Это связано с тем, что используется гораздо большая площадь поверхности к объему наночастиц, что может сделать их более реактивными, чем сыпучие материалы и привести непроверенным взаимодействиям с биологическими поверхностями.

Системы очистки воды на основе нанотехнологий до сих пор не привели к каким-либо нарушениям здоровья человека или экологическим проблемам, но исследователи считают, что необходимы дальнейшие исследования взаимодействия наночастиц с биологическими системами.

Источник информации: Alpana Mahapatra.