Nanotechnologie verwijst naar een breed scala aan instrumenten, technieken en toepassingen die eenvoudigweg betrekking hebben op deeltjes met een geschatte grootte van enkele tot honderden nanometers in diameter. Deeltjes van deze grootte hebben enkele unieke fysisch-chemische en oppervlakte-eigenschappen die zich lenen voor nieuwe toepassingen. Inderdaad, voorstanders van nanotechnologie suggereren dat dit onderzoeksgebied zou kunnen bijdragen aan oplossingen voor enkele van de grote problemen waarmee we op wereldschaal worden geconfronteerd, zoals het verzekeren van een veilige drinkwatervoorziening voor een groeiende bevolking, evenals het aanpakken van problemen in de geneeskunde, energie, en landbouw.

Schrijven in de Internationaal tijdschrift voor nucleaire ontzilting , onderzoekers van de D.J. Sanghvi College of Engineering, in Bombay, Indië, uitleggen dat er momenteel verschillende nanotechnologische benaderingen voor waterzuivering worden onderzocht en dat sommige al in gebruik zijn. "Er zijn al waterbehandelingsapparatuur beschikbaar waarin materialen op nanoschaal zijn verwerkt, en de menselijke ontwikkelingsbehoeften aan schoon water zijn dringend, " Alpana Mahapatra en collega's Farida Valli en Karishma Tijoriwala, leg uit.

Waterzuivering met behulp van nanotechnologie maakt gebruik van nanoscopische materialen zoals koolstofnanobuizen en aluminiumoxidevezels voor nanofiltratie, het maakt ook gebruik van het bestaan ​​van nanoscopische poriën in zeolietfiltratiemembranen, evenals nanokatalysatoren en magnetische nanodeeltjes. nanosensoren, zoals die op basis van titaniumoxide nanodraden of palladium nanodeeltjes worden gebruikt voor analytische detectie van verontreinigingen in watermonsters.

De onzuiverheden die nanotechnologie kan aanpakken, zijn afhankelijk van het stadium van zuivering van water waarop de techniek wordt toegepast, voegt het team toe. Het kan worden gebruikt voor het verwijderen van sedimenten, chemisch afvalwater, geladen deeltjes, bacteriën en andere ziekteverwekkers. Ze leggen uit dat giftige sporenelementen zoals arseen, en stroperige vloeibare onzuiverheden zoals olie kunnen ook worden verwijderd met behulp van nanotechnologie.

"De belangrijkste voordelen van het gebruik van nanofilters, in tegenstelling tot conventionele systemen, zijn dat er minder druk nodig is om water over het filter te laten lopen, ze zijn efficiënter, en ze hebben ongelooflijk grote oppervlakken en kunnen gemakkelijker worden gereinigd door terugspoelen in vergelijking met conventionele methoden, "zegt de ploeg.

Bijvoorbeeld, koolstof nanobuismembranen kunnen bijna alle soorten waterverontreinigingen verwijderen, inclusief troebelheid, olie, bacteriën, virussen en organische verontreinigingen. Hoewel hun poriën aanzienlijk kleinere koolstofnanobuisjes zijn, is aangetoond dat ze een gelijke of snellere stroomsnelheid hebben in vergelijking met grotere poriën, mogelijk vanwege de gladde binnenkant van de nanobuisjes. Nanovezelige aluminiumoxidefilters en andere nanovezelmaterialen verwijderen ook negatief geladen verontreinigingen zoals virussen, bacteriën, en organische en anorganische colloïden sneller dan conventionele filters.

"Hoewel de huidige generatie nanofilters misschien relatief eenvoudig is, er wordt aangenomen dat toekomstige generaties op nanotechnologie gebaseerde waterbehandelingsapparatuur zullen profiteren van de eigenschappen van nieuwe materialen op nanoschaal, "zegt de ploeg.

De onderzoekers wijzen erop dat verschillende fundamentele aspecten van nanotechnologie tot bezorgdheid hebben geleid bij het publiek en actiegroepen. Ze geven toe dat de risico's van nanomaterialen mogelijk niet dezelfde zijn als de risico's die gepaard gaan met de bulkversies van dezelfde materialen, omdat de veel grotere oppervlakte/volumeverhouding van nanodeeltjes ze reactiever kan maken dan bulkmaterialen en kan leiden tot tot nu toe niet-erkende en ongeteste interacties met biologische oppervlakken. Waterzuivering op basis van nanotechnologie heeft nog niet geleid tot gezondheids- of milieuproblemen, maar het team sluit zich aan bij het sentiment van anderen dat er verder onderzoek moet worden gedaan naar de biologische interacties van nanodeeltjes.