La nueva tecnología puede filtrar el agua potable 100 veces más rápido que la tecnología actual. Crédito:Foto de stock gratuita - Creative Commons con licencia para uso comercial, no se requiere atribución
Investigadores australianos han diseñado un nanofiltro rápido que puede limpiar el agua sucia 100 veces más rápido que la tecnología actual.
Simple de hacer y simple de escalar, la tecnología aprovecha nanoestructuras naturales que crecen en metales líquidos.
Los investigadores de la Universidad RMIT y la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) detrás de la innovación han demostrado que puede filtrar metales pesados y aceites del agua a una velocidad extraordinaria.
El investigador de RMIT, Dr. Ali Zavabeti, dijo que la contaminación del agua sigue siendo un desafío importante a nivel mundial:1 de cada 9 personas no tiene agua limpia cerca de su hogar.
"La contaminación por metales pesados causa graves problemas de salud y los niños son particularmente vulnerables, ", Dijo Zavabeti.
"Nuestro nuevo nanofiltro es sostenible, Amigable con el medio ambiente, escalable y de bajo costo.
"Hemos demostrado que funciona para eliminar el plomo y el aceite del agua, pero también sabemos que tiene potencial para atacar otros contaminantes comunes.
"Investigaciones anteriores ya han demostrado que los materiales que usamos son efectivos para absorber contaminantes como el mercurio, sulfatos y fosfatos.
"Con un mayor desarrollo y apoyo comercial, este nuevo nanofiltro podría ser una solución barata y ultrarrápida al problema del agua sucia ".
Una gota de metal líquido con escamas de compuestos de óxido de aluminio que crecen en su superficie. Cada escama de 0,03 mm se compone de aproximadamente 20, 000 nanohojas apiladas juntas. Crédito:Universidad RMIT
El proceso de química de metales líquidos desarrollado por los investigadores tiene aplicaciones potenciales en una amplia gama de industrias, incluida la electrónica, membranas, óptica y catálisis.
"La técnica tiene potencialmente un valor industrial significativo, ya que se puede ampliar fácilmente, el metal líquido se puede reutilizar, y el proceso requiere solo tiempos de reacción cortos y bajas temperaturas, ", Dijo Zavabeti.
El líder del proyecto, el profesor Kourosh Kalantar-zadeh, Profesor honorario en RMIT, Miembro laureado del Australian Research Council y profesor de ingeniería química en UNSW, dijo que la química de los metales líquidos utilizada en el proceso permitió el crecimiento de nanoestructuras de diferentes formas, ya sea como las láminas atómicamente delgadas utilizadas para el nanofiltro o como estructuras nano-fibrosas.
"El cultivo de estos materiales de forma convencional requiere mucha energía, requiere altas temperaturas, tiempos de procesamiento extensos y utiliza metales tóxicos. La química de metales líquidos evita todos estos problemas, por lo que es una excelente alternativa ".
Cómo funciona
La tecnología innovadora es sostenible, Amigable con el medio ambiente, escalable y de bajo costo.
Los investigadores crearon una aleación combinando metales líquidos a base de galio con aluminio.
Cuando esta aleación se expone al agua, Las láminas nanodelgadas de compuestos de óxido de aluminio crecen de forma natural en la superficie.
Estas capas atómicamente delgadas:100, 000 veces más delgado que un cabello humano:apilar de manera arrugada, haciéndolos muy porosos.
Imagen de microscopio de nano-hojas, ampliada sobre 11, 900 veces. Crédito:Universidad RMIT
Esto permite que el agua pase rápidamente mientras los compuestos de óxido de aluminio absorben los contaminantes.
Los experimentos mostraron que el nanofiltro hecho de láminas apiladas atómicamente delgadas era eficiente para eliminar el plomo del agua que había sido contaminada en más de 13 veces los niveles seguros para beber. y fue muy eficaz para separar el aceite del agua.
El proceso no genera residuos y solo requiere aluminio y agua. con los metales líquidos reutilizados para cada nuevo lote de nanoestructuras.
El método desarrollado por los investigadores se puede utilizar para cultivar materiales nanoestructurados como láminas ultrafinas y también como nano fibras.
Estas diferentes formas tienen diferentes características:las láminas ultradelgadas utilizadas en los experimentos de nanofiltros tienen una alta rigidez mecánica, mientras que las nano-fibras son muy translúcidas.
La capacidad de cultivar materiales con diferentes características ofrece oportunidades para adaptar las formas para mejorar sus diferentes propiedades para aplicaciones en electrónica. membranas, óptica y catálisis.
La investigación está financiada por el Centro Australiano del Consejo de Investigación para Tecnologías Futuras de Electrónica de Bajo Consumo (FLEET).
Los hallazgos se publican en la revista Materiales funcionales avanzados .
