Limpie el agua con la nanotecnología

La nanotecnología puede ayudar a agua limpia utilizando varios métodos, incluyendo la inyección de nanopartículas subterránea para limpiar los contaminantes de las aguas subterráneas y el uso de nanocables de plata y los nanotubos de carbono para matar las bacterias en el agua potable.

Disolventes industriales en las aguas subterráneas, como un disolvente de limpieza líquido llamado tricloroetileno (TCE), pueden dañar nuestra salud.

De acuerdo con la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades, un departamento del Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos, " Beber o respirar niveles altos de tricloroetileno puede causar efectos en el sistema nervioso, daño al hígado y pulmón, latido anormal, coma y posiblemente la muerte. El tricloroetileno se ha encontrado en por lo menos 852 de los más de 1,200 sitios de la Lista de Prioridades Nacionales identificados por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) ".

Uno de los retos en el agua subterránea de limpieza es la eliminación de la contaminación industrial del agua, como el TCE. Los investigadores han demostrado que las nanopartículas de hierro pueden degradarse rápidamente hidrocarburos clorados, tales como TCE, para hacer una mezcla de subproductos inofensivos.

Cuando se inyecta nanopartículas de hierro en un sistema de aguas subterráneas, como un acuífero (roca permeable que contiene agua subterránea), se produce una reacción entre los átomos de hierro, el disolvente e iones de hidrógeno. En esta reacción, los átomos de hierro de la nanopartícula se dan por vencidos dos electrones (átomos de hierro pueden dar fácilmente electrones y son bastante estables como iones positivos en agua) para los átomos de cloro.

Como resultado, los iones de hidrógeno (que ocurren naturalmente en el agua) se combinan con los átomos de carbono. Esto le deja con una molécula orgánica común y corriente en la que los átomos de carbono están rodeados de átomos de hidrógeno (como el metano o etano), iones de hierro positivos e iones de cloro negativo (comúnmente presentes en agua salada). Debido a que las nanopartículas pueden permanecer suspendidas en el agua subterránea durante un largo tiempo, pueden permear grandes áreas de las aguas subterráneas.

El hierro usado en estas nanopartículas se refiere a menudo como el hierro de valencia cero (ZVI). Eso es sólo una forma elegante para los químicos que dicen que el hierro no ha reaccionado con cualquier otro material sin embargo, por lo que todavía tiene todos sus electrones.

El uso de nanopartículas de hierro de esta manera para tratar el agua subterránea es mucho menos costoso que bombear el agua de la tierra para el tratamiento.

Lehigh La nanotecnología es una empresa que utiliza nanopartículas de hierro para limpiar contaminantes. Las técnicas interesantes que están utilizando se desarrollan a través de la investigación en la Universidad de Lehigh.

Contaminantes metálicos en las aguas subterráneas, como el mercurio, son también una preocupación. Los investigadores en el Pacífico Noroeste laboratorio han desarrollado un material para eliminar el mercurio de las aguas subterráneas. El material se llama SAMMS, que es la abreviatura de monocapas autoensambladas sobre soportes mesoporosos.

Este material consiste en partículas de cerámica cuya superficie tiene muchos poros de tamaño nanométrico. Estos poros están revestidos con moléculas que tienen átomos de azufre en un extremo, dejando un agujero en el centro que también se alinea con los átomos de azufre. Los científicos se alinean los nanoporos con moléculas que contienen azufre, ya que une al mercurio, por lo que los átomos de mercurio enlace con el azufre y se encuentran atrapados en los nanoporos.

Los investigadores están desarrollando SAMMS que contienen otras moléculas en el nanoporos para eliminar otros contaminantes metálicos de las aguas subterráneas.