(Phys.org) —Toegang tot veilig drinkwater is een stap dichter bij een realiteit voor mensen in ontwikkelingslanden, dankzij nieuw onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

De studie baant de weg voor de volgende generatie draagbare waterzuiveringsapparatuur, die verlichting zou kunnen bieden aan de 780 miljoen mensen over de hele wereld die elke dag worden geconfronteerd zonder toegang tot schoon water.

Een internationaal team van onderzoekers - onder leiding van universitair hoofddocent Hui Ying Yang van de Singapore University of Technology and Design - toonde aan dat waterzuiveringsmembranen versterkt door plasmabehandelde koolstofnanobuisjes ideaal zijn voor het verwijderen van verontreinigingen en pekel uit water.

Het team bestond uit dr. Zhaojun Han en professor Kostya (Ken) Ostrikov van CSIRO's toonaangevende Plasma Nanoscience Laboratories.

Volgens dokter Han, deze membranen zouden kunnen worden geïntegreerd in draagbare waterzuiveringsapparatuur ter grootte van een theepot die oplaadbaar zou zijn, goedkoop en effectiever dan veel bestaande filtratiemethoden. Verontreinigd water zou aan de ene kant gaan, en aan de andere kant komt er schoon drinkwater uit.

"Kleine draagbare zuiveringsapparatuur wordt steeds meer erkend als de beste manier om te voldoen aan de behoeften van schoon water en sanitaire voorzieningen in ontwikkelingslanden en op afgelegen locaties, het minimaliseren van het risico op veel ernstige ziekten, ' zegt dokter Han.

"De grote geïndustrialiseerde zuiveringsinstallaties die we in andere delen van de wereld zien, zijn gewoon niet praktisch - ze verbruiken veel energie en hebben hoge arbeidskosten, waardoor ze erg duur zijn om te gebruiken."

Dr. Han erkent dat er al enkele kleinere draagbare apparaten bestaan. Echter, omdat ze afhankelijk zijn van omgekeerde osmose en thermische processen, ze zijn in staat om zoutionen te verwijderen, maar zijn niet in staat om organische verontreinigingen uit het zilte water in sommige rivier- en meersystemen te filteren.

"Voor mensen op afgelegen locaties, zout water kan soms de enige beschikbare waterbron zijn, "zegt hij. "Daarom is het belangrijk om niet alleen zouten uit water te kunnen verwijderen, maar om het ook door een zuiveringsproces te kunnen leiden."

"Onze studie toonde aan dat koolstof nanobuismembranen in staat waren om ionen van enorm verschillende groottes uit te filteren - wat betekent dat ze in staat waren om zout te verwijderen, samen met andere onzuiverheden, " hij zegt.

Volgens professor Ostrikov, het andere nadeel van bestaande draagbare apparaten is dat ze een continue stroomvoorziening nodig hebben om hun thermische processen te laten werken. "Anderzijds, de nieuwe membranen zouden kunnen worden gebruikt als een oplaadbaar apparaat."

Professor Ostrikov schrijft het succes van de nieuwe membranen toe aan de unieke eigenschappen van met plasma behandelde koolstofnanobuisjes.

"Ten eerste, ultralange nanobuisjes hebben een zeer groot oppervlak dat ideaal is voor filtratie. Ten tweede, nanobuisjes zijn gemakkelijk aan te passen, waarmee we hun oppervlakte-eigenschappen kunnen aanpassen door middel van gelokaliseerde plasmabehandeling op nanoschaal, " hij zegt.

Nu de onderzoekers de effectiviteit van de methode hebben bewezen, ze zijn van plan hun onderzoek uit te breiden om de filtratie-eigenschappen van andere nanomaterialen te onderzoeken. Ze zullen beginnen met te kijken naar grafeen, die vergelijkbare eigenschappen heeft als koolstofnanobuisjes, maar kan aanzienlijk dichter en sterker worden gemaakt.

De studie 'Carbon nanotube membranes with ultrahigh specific capacity for water ontzilting and zuivering' is een samenwerking tussen de Singapore University of Technology and Design, CSIRO, Massachusetts Instituut voor Technologie (MIT), de Universiteit van Sydney, en Hong Kong Polytechnische Universiteit.