A nova tecnologia pode filtrar água potável 100 vezes mais rápido do que a tecnologia atual. Crédito:Foto de estoque grátis - Creative Commons licenciado para uso comercial, nenhuma atribuição necessária
Pesquisadores australianos projetaram um nano-filtro rápido que pode limpar a água suja mais de 100 vezes mais rápido do que a tecnologia atual.
Simples de fazer e simples de aumentar, a tecnologia aproveita nanoestruturas de ocorrência natural que crescem em metais líquidos.
Os pesquisadores da RMIT University e da University of New South Wales (UNSW) por trás da inovação mostraram que ela pode filtrar metais pesados e óleos da água a uma velocidade extraordinária.
O pesquisador da RMIT, Dr. Ali Zavabeti, disse que a contaminação da água continua sendo um desafio significativo globalmente - 1 em cada 9 pessoas não tem água potável perto de casa.
“A contaminação por metais pesados causa sérios problemas de saúde e as crianças são particularmente vulneráveis, "Zavabeti disse.
"Nosso novo nano-filtro é sustentável, ambientalmente amigável, escalável e de baixo custo.
“Mostramos que funciona para remover chumbo e óleo da água, mas também sabemos que tem potencial para atingir outros contaminantes comuns.
"Pesquisas anteriores já mostraram que os materiais que usamos são eficazes na absorção de contaminantes como o mercúrio, sulfatos e fosfatos.
"Com mais desenvolvimento e suporte comercial, este novo nano-filtro pode ser uma solução barata e ultrarrápida para o problema da água suja. "
Uma gota de metal líquido com flocos de compostos de óxido de alumínio que crescem em sua superfície. Cada floco de 0,03 mm é composto por cerca de 20, 000 nanofolhas empilhadas. Crédito:RMIT University
O processo de química de metal líquido desenvolvido pelos pesquisadores tem aplicações potenciais em uma variedade de indústrias, incluindo eletrônica, membranas, óptica e catálise.
“A técnica é potencialmente de significativo valor industrial, uma vez que pode ser facilmente ampliado, o metal líquido pode ser reutilizado, e o processo requer apenas tempos de reação curtos e baixas temperaturas, "Zavabeti disse.
O líder do projeto, Professor Kourosh Kalantar-zadeh, Professor Honorário da RMIT, Australian Research Council Laureate Fellow e Professor de Engenharia Química da UNSW, disse que a química do metal líquido usada no processo permitiu que nanoestruturas com formatos diferentes fossem cultivadas, tanto como as folhas atomicamente finas usadas para o nano-filtro ou como estruturas nano-fibrosas.
"O cultivo desses materiais convencionalmente consome muita energia, requer altas temperaturas, tempos de processamento extensos e usa metais tóxicos. A química do metal líquido evita todos esses problemas, por isso é uma excelente alternativa. "
Como funciona
A tecnologia inovadora é sustentável, ambientalmente amigável, escalável e de baixo custo.
Os pesquisadores criaram uma liga combinando metais líquidos à base de gálio com alumínio.
Quando esta liga é exposta à água, folhas nano-finas de compostos de óxido de alumínio crescem naturalmente na superfície.
Essas camadas atomicamente finas - 100, 000 vezes mais fino do que um cabelo humano - reaproveite de forma enrugada, tornando-os altamente porosos.
Imagem microscópica de nano-folhas, ampliado em 11, 900 vezes. Crédito:RMIT University
Isso permite que a água passe rapidamente enquanto os compostos de óxido de alumínio absorvem os contaminantes.
Os experimentos mostraram que o nano-filtro feito de folhas atomicamente finas empilhadas foi eficiente na remoção de chumbo da água que havia sido contaminada em mais de 13 vezes o nível seguro de consumo, e foi altamente eficaz na separação do óleo da água.
O processo não gera resíduos e requer apenas alumínio e água, com os metais líquidos reutilizados para cada novo lote de nanoestruturas.
O método desenvolvido pelos pesquisadores pode ser usado para cultivar materiais nanoestruturados como folhas ultrafinas e também como nanofibras.
Essas formas diferentes têm características diferentes - as folhas ultrafinas usadas nos experimentos de nano-filtro têm alta rigidez mecânica, enquanto as nanofibras são altamente translúcidas.
A capacidade de cultivar materiais com características diferentes oferece oportunidades de adaptar as formas para aprimorar suas propriedades diferentes para aplicações em eletrônica, membranas, óptica e catálise.
A pesquisa é financiada pelo Australian Research Council Centre for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET).
Os resultados são publicados na revista Materiais Funcionais Avançados .
