Inżynierowie z uniwersytetu Northwestern (USA) opracowali nowy rodzaj gąbki, która może usuwać z zanieczyszczonej wody metale, w tym - toksyczne metale ciężkie i krytyczne. Po tym zabiegu woda nadaje się do picia.

Naukowcy przetestowali swój wynalazek na próbce bardzo zanieczyszczonej wody z kranu, w której wykryto ołów w stężeniu przekraczającym normę. Po jednym przefiltrowaniu ołowiu już w niej nie wykryto. Po użyciu gąbki naukowcom udało się również z odzyskać przefiltrowane metale - i ponownie użyć gąbki. Jak mówią autorzy badania, nowa gąbka może być w przyszłości użyta w domowych filtrach do wody, jak również w działaniach na szerszą skalę w ochronie środowiska.

Badanie opublikowano w czasopiśmie „ACS ES&T Water”. W artykule przedstawiono badania i określono zasady projektowania podobnych systemów do usuwania i odzyskiwania innych toksyn metali ciężkich, w tym kadmu, arsenu, kobaltu i chromu.

"Obecność metali ciężkich w dostarczanej wodociągami wodzie jest ogromnym zagrożeniem dla zdrowia publicznego na całym świecie. Jest to gigatonowy problem wymagający rozwiązań, które można wdrożyć łatwo, skutecznie i niedrogo. I tu pojawia się nasza gąbka. Może usunąć zanieczyszczenia i być używana wielokrotnie" – powiedział główny autor badania prof. Vinayak Dravid z Northwestern University (USA) i International Institute for Nanotechnology.

Prezentowana obecnie filtrująca gąbka jest efektem kilkuletnich prac zespołu kierowanego przez prof. Davida. W maju 2020 r. jego zespół zaprezentował pokrytą nanocząsteczkami gąbkę przeznaczoną do usuwania wycieków ropy. Dalsze prace skupiły się na gąbce, która będzie w stanie skutecznie filtrować wodę, usuwając z niej toksyczne metale. Pracowano również nad odzyskiwaniem przefiltrowanych metali.

Zamierzony efekt osiągnięto po wielu próbach, pokrywając gąbkę nanocząsteczkami getytu z domieszką manganu. Po zanurzeniu w zanieczyszczonej wodzie gąbka skutecznie wychwytywała jony ołowiu. Następnie opłukano ją lekko zakwaszoną wodą, co spowodowało uwolnienie jonów ołowiu. Gąbka zaś była gotowa do kolejnego użycia. Chociaż jej wydajność spadła po pierwszym użyciu, podczas kolejnych cykli użytkowania nadal odzyskiwała ona ponad 90 proc. jonów ołowiu.

"Te nanocząsteczki mają duże powierzchnie i liczne reaktywne miejsca powierzchniowe do adsorpcji i są stabilne, dzięki czemu można je wielokrotnie wykorzystywać" – powiedział członek zespołu badawczego dr Benjamin Shindel.

Inżynierowie podkreślają znaczenie możliwości odzyskiwania przefiltrowanych metali. Pracują jeszcze nad sposobem selektywnej filtracji wody, który pozwoli na niezależne wychwytywanie konkretnych metali. "W przypadku technologii energii odnawialnej, takich jak baterie i ogniwa paliwowe, istnieje potrzeba odzyskiwania metali" – przypomniał prof. Dravid. - "W przeciwnym razie na świecie nie będzie wystarczającej ilości kobaltu dla rosnącej liczby baterii. Musimy znaleźć sposoby na odzyskanie metali z wody i innych roztworów". (PAP)

Tomasz Szczerbicki

szt/ zan/