Ett team av forskare vid Osaka University har utvecklat ett nanopowder format som tång för ett vattenfilter för att hjälpa till att ta bort giftiga metalljoner. Tillverkad av skiktad natriumtitanat, de slumpmässigt orienterade nanofibrerna ökar effektiviteten av kobolt-II (Co ₂ ⁺ ) jonfångning. Detta arbete kan leda till billigare och mer effektiva lösningar för att filtrera vatten som för närvarande är oanvändbart på grund av farliga tungmetaller eller radioaktivt nedfall.

När den globala befolkningen fortsätter att öka, så kommer behovet av dricksvatten. Tyvärr, många vattenkällor har blivit förorenade med tungmetaller, som kobolt, från industriavfall eller radioaktivt avrinning. Natriumtitanat har använts i stor utsträckning för att filtrera bort dessa giftiga ämnen, men dess effektivitet räcker inte. Natriumtitanat är i allmänhet ett tvådimensionellt skiktat material, men dess kristallstruktur kan variera beroende på den kemiska sammansättningen och beredningsmetoden. För att effektivt fånga radioaktiva och/eller tungmetalljoner, den morfologiska kontrollen av natriumtitanat är mycket viktig.

Nu, forskare från Institute of Scientific and Industrial Research vid Osaka University har utvecklat en ny metod för att skapa högeffektiva natriumtitanatfilter. "Vi använde en mallfri alkalisk hydrotermisk process för att producera mattorna, " säger första författaren Yoshifumi Kondo. Forskarna fann att ökad hydrotermisk syntestid gjorde att de initialt runda kristallerna blev långsträckta och fibrösa, och att bilda de tångformade mattorna som består av de slumpmässigt orienterade nanofibrerna. Denna tångliknande morfologi i nanoskala ökade mattornas yta, vilket förbättrade borttagningseffektiviteten för Co ₂ ⁺ under sorptionstester.

"På grund av den globala uppvärmningens framsteg och allvarliga miljöföroreningar, behovet av säkra sätt att avlägsna radioaktiva material och tungmetaller från vattenresurser har blivit ännu mer kritiskt, ", säger seniorförfattaren Tomoyo Goto. Jämfört med ett kommersiellt tillgängligt material, de nanostrukturerade natriumtitanatmattorna visade förbättrad prestanda för att fånga Co ₂ ⁺ joner. Metoden förväntas tillämpas för andra reningssystem som tar bort tungmetaller och radionuklider från avloppsvatten.