Biologiczne nanomateriały pomagają w oczyszczaniu wody
Według ONZ zużycie wody w ubiegłym wieku rosło dwukrotnie szybciej niż liczebność populacji. Każdego roku rywalizacja o zasoby wody do picia, mycia się i uprawy roli staje się coraz bardziej nasilona. W ramach projektu NANOSELECT (Functional membranes/ filters with anti/low-fouling surfaces for water purification through selective adsorption on biobased nanocrystals and fibrils) opracowano membranę do oczyszczania wody na bazie nanomateriałów, przeznaczoną do zastosowania do uzdatniania wody w przemyśle i w warunkach domowych. Naukowcy zaprojektowali, opracowali i przetestowali membranowe prototypy oparte na nanocelulozie i nanochitynie, polisacharydach występujących w roślinach oraz egzoszkieletach skorupiaków. Główny nacisk położony został na usuwanie toksycznych substancji chemicznych, takich jako jony metali ciężkich, pestycydy i nawozy ze skażonej wody przemysłowej przy pomocy membran i modułów membranowych. Oparto je na istniejącej technologii membran nanostrukturalnych. Zaadaptowano je tak, aby oddziaływały i selektywnie pochłaniały/magazynowały i dokonywały desorpcji jonów metali ciężkich, toksycznych chemikaliów. Membrany zostały też ocenione pod kątem przydatności do składania jako kompost oraz wpływu na środowisko po zakończeniu użytkowania. Te biologiczne membrany funkcjonalne są energooszczędnym, tanim, biodegradowalnym, nietoksycznym i ekologicznym narzędziem do oczyszczania wody. Korzystając z już istniejących procesów przemysłowych zespół z powodzeniem zwiększył skalę produkcji nanocząsteczek (nanokryształy celulozy i chityny oraz nanowłókna celulozy) wyizolowanych z biozasobów. Nanoceluloza i nanochityna wykazały satysfakcjonujący poziom adsorpcji jonów metali ciężkich z wody i skuteczność w oczyszczaniu wody. Rozwiązanie opracowane w projekcie NANOSELECT pomoże w odzyskiwaniu metali ciężkich oraz umożliwi wysoko wydajne, zdecentralizowane oczyszczanie wody, cechujące się wysokim współczynnikiem adsorpcji i wysoką selektywnością adsorpcji. Posiada też powierzchnie przeciwporostowe wielokrotnego użytku. Usuwanie zanieczyszczeń z wody przyniesie długofalowe korzyści dotyczące zdrowia i jakości życia ludzi. Owocem omawianych prac będą nowe produkty oparte na ekologicznej nanotechnologii: nanomembrany, filtry i adsorbenty do oczyszczania wody, charakteryzujące się większą skutecznością, niższą ceną oraz mniejszą szkodliwością dla środowiska niż produkty aktualnie dostępne na rynku. Umożliwią one zrównoważone odzyskiwanie i oczyszczanie wody, a także usuwanie jonów metali ciężkich, nawozów, leków i pestycydów ze ścieków przemysłowych. Poprawa jakości wód powierzchniowych i gruntowych, najpierw w Europie, a potem w innych regionach świata, będzie miała bardzo istotne znaczenie dla środowiska.
Słowa kluczowe
Membrany funkcjonalne, NANOSELECT, przeciwporostowe, odporne na porastanie, nanokryształki, włókna, oczyszczanie wody, celuloza, chityna, biodegradowalne
