(PhysOrg.com) -- Vervuilde streams, rivieren, meren en gemeentelijk water kunnen binnenkort de behandeling van Wright State krijgen.

Sharmila Mukhopadhyay en haar onderzoekers ontwikkelen 'nanoborstels' van bijna moleculaire grootte.

Deze pluizige structuren hebben borstelharen die bestaan ​​uit duizenden kleine, kwallenachtige strengen. Het grotere oppervlak van de borstelharen, met de juiste coatings, stelt hen in staat zich te gedragen als krachtige reinigingsmiddelen die bacteriën doden en verontreinigende stoffen vernietigen die water vervuilen.

“Het zou absoluut moeten werken, " zei Mukhopadhyay, doctoraat, directeur van Wright State's Center for Nano-Scale Multifunctional Materials. “Ik ben hier behoorlijk enthousiast over omdat het potentieel, Weet ik, is enorm.”

De noodzaak om water efficiënt te zuiveren groeit uit tot een enorm wereldwijd probleem naarmate de menselijke en industriële consumptie van water toeneemt.

De Verenigde Naties schatten dat ongeveer 1,1 miljard mensen momenteel geen toegang hebben tot veilig water. Verschillende voorspellingen suggereren dat zoet water de "olie" van de 21e eeuw kan worden - duur, schaars en de oorzaak van geopolitieke conflicten.

In de Verenigde Staten, verouderende waterzuiveringsinfrastructuur worstelt om gelijke tred te houden met de groeiende bedreigingen voor de schoonwatervoorziening, waardoor waterzuivering een grote energiekost wordt. Technologieën zoals de "nano-brush" kunnen enige verlichting bieden.

Mukhopadhyay is een partnerschap aangegaan met MetaMateria Technologies LLC en drie andere bedrijven in een voorstel met de titel "Waterzuivering met behulp van Nano-Enabled Solutions". 998 van het Ohio Third Frontier-programma. Ze werkt ook samen met verschillende andere universiteiten, federale laboratoria en lokale bedrijven om de betrokkenheid van Wright State op het gebied van schoonwatertechnologieën uit te breiden.

Het onderzoek van Mukhopadhyay heeft geleid tot de ontwikkeling van de waterzuiverende nanoborstels.

Verschillende materialen kunnen worden afgebroken tot nanodeeltjes en vervolgens worden vastgemaakt aan de borstelharen.

Bijvoorbeeld, zilverdeeltjes doden bacteriën bij contact zonder te worden verspreid als verontreinigende stoffen in het water. Palladiumdeeltjes breken koolstoftetrachloride en andere waterverontreinigende stoffen af. En deeltjes titaniumoxide kunnen verontreinigende stoffen opzuigen wanneer ze door zonlicht worden geactiveerd.

Mukhopadhyay is van plan om drie of vier verschillende soorten waterzuiverende deeltjes aan de nanoborstels te bevestigen.

“Dus tegelijkertijd kun je meerdere milieuopschoningstoepassingen combineren in één enkel onderdeel, ' zei ze.

De borstels kunnen worden gebruikt bij de bestrijding van zoetwaterverontreiniging, in waterzuiveringsinstallaties of zelfs in kleine waterfilters voor thuis. Ze kunnen ook worden gebruikt in filters die soldaten kunnen dragen om water te zuiveren in afgelegen onontwikkelde gebieden.

Mukhopadhyay zei dat de nano-zuiveringsapparatuur uiteindelijk kan resulteren in kleinere zuiveringsinstallaties, gedecentraliseerde waterbehandelingsinstallaties, geminiaturiseerde waterfilters en over het algemeen goedkopere en efficiëntere zuiveringssystemen.

Sommige nanoborstels van Mukhopadhyay worden momenteel in het laboratorium getest voor gebruik in de nabije toekomst in het veld. Ze zei dat ze binnen een paar jaar op kleine schaal actief zouden kunnen zijn.

De nanocomponenten hebben zelfs toepassingen buiten de waterzuivering. Bijvoorbeeld, ze kunnen mogelijk worden gebruikt in biomedische apparaten om infecties bij implantaatoperaties te bestrijden, het verminderen van de behoefte aan antibiotica.

“We maken hier niet ten volle gebruik van, ' zei Mukhopadhyay. “Ik heb het gevoel dat als we meer investeren in de ontwikkeling van deze technologie, het kan echt een positieve impact hebben op een groot aantal industriële producten.”