Een nieuwe klasse koolstofnanobuisjes zou de volgende generatie schoonmaakploeg kunnen zijn voor giftig slib en verontreinigd water, zeggen onderzoekers van het Rochester Institute of Technology.

Verbeterde enkelwandige koolstofnanobuizen bieden een effectievere en duurzamere benadering van waterbehandeling en -sanering dan de standaard industriële materialen - siliconengels en actieve kool - volgens een paper gepubliceerd in het maartnummer van Milieuwetenschappen Water:onderzoek en technologie .

RIT-onderzoekers John-David Rocha en Reginald Rogers, auteurs van de studie, demonstreren het potentieel van deze opkomende technologie om vervuild water te reinigen. Hun werk past koolstofnanobuisjes toe op milieuproblemen op een specifieke nieuwe manier die voortbouwt op bijna twee decennia nanomateriaalonderzoek. Nanobuisjes worden vaker geassocieerd met brandstofcelonderzoek.

"Dit aspect is nieuw - kennis nemen van koolstofnanobuisjes en hun eigenschappen en beseffen, met nieuwe verwerkings- en karakteriseringstechnieken, de voordelen die nanobuisjes kunnen bieden voor het verwijderen van verontreinigingen voor water, " zei Rocha, assistent-professor aan de School of Chemistry and Materials Science in RIT's College of Science.

Rocha en Rogers ontwikkelen nanobuistechnologie voor milieusanering en waterfiltratie voor thuisgebruik.

"We hebben aangetoond dat we deze materialen kunnen regenereren, " zei Rogers, assistent-professor chemische technologie aan het Kate Gleason College of Engineering van het RIT. "In de toekomst, wanneer uw waterfilter eindelijk verzadigd raakt, zet het ongeveer vijf minuten in de magnetron en de onzuiverheden zullen verdampen."

Koolstofnanobuisjes zijn opslageenheden van ongeveer 50, 000 keer kleiner dan de breedte van een mensenhaar. Koolstof teruggebracht tot nanoschaal tart de regels van de natuurkunde en opereert in een wereld van kwantummechanica waarin kleine materialen machtig worden.

"We kennen koolstof als grafiet voor onze potloden, als diamanten, als roet, "Zei Rocha. "We kunnen dat roet of grafiet transformeren in een nanometer-achtig materiaal dat bekend staat als grafeen."

Een enkelwandige koolstofnanobuis ontstaat wanneer een vel grafeen wordt opgerold. De fysieke verandering verandert de chemische structuur van het materiaal en bepaalt hoe het zich gedraagt. Het resultaat is "een van de meest warmtegeleidende en elektrisch geleidende materialen ter wereld, "Zei Rocha. "Dit zijn eigenschappen die alleen een rol spelen omdat ze op nanometerschaal zijn."

De RIT-onderzoekers creëerden nieuwe technieken om de minuscule materialen te manipuleren. Rocha ontwikkelde een methode om hoogwaardige, enkelwandige koolstofnanobuizen en om ze te sorteren op basis van hun halfgeleidende of metallische eigenschappen. Rogers herverdeelde de zuivere koolstofnanobuisjes in dun papier, vergelijkbaar met doorslagpapier.

"Zodra de papieren zijn gevormd, nu hebben we het adsorbens - wat we gebruiken om de verontreinigingen uit het water te halen, ' zei Rogers.

Het filtratieproces werkt omdat "koolstof nanobuisjes niet van water houden, " voegde hij eraan toe. Alleen de organische verontreinigingen in het water plakken aan de nanobuis, niet de watermoleculen.

"Dit type aanvraag is nog niet eerder gedaan, " zei Rogers. "Nanobuizen die in dit opzicht worden gebruikt, zijn nieuw."