Nanoteknik avser ett brett utbud av verktyg, tekniker och applikationer som helt enkelt involverar partiklar i den ungefärliga storleksskalan på några till hundratals nanometer i diameter. Partiklar av denna storlek har några unika fysikalisk -kemiska och ytegenskaper som lämpar sig för nya användningsområden. Verkligen, förespråkare för nanoteknik föreslår att detta forskningsområde kan bidra till lösningar på några av de stora problemen vi står inför på global nivå, till exempel att säkerställa ett tryggt dricksvatten till en växande befolkning, samt ta itu med frågor inom medicin, energi, och jordbruk.
Skriver i International Journal of Nuclear Desalination , forskare vid D.J. Sanghvi College of Engineering, i Mumbai, Indien, förklara att det finns flera nanotekniska tillvägagångssätt för vattenrening som för närvarande undersöks och några redan används. "Vattenbehandlingsanordningar som innehåller material i nanoskala finns redan tillgängliga, och mänskliga utvecklingsbehov för rent vatten pressar, " Alpana Mahapatra och kollegorna Farida Valli och Karishma Tijoriwala, förklara.
Vattenrening med nanoteknik utnyttjar nanoskopiska material som kolnanorör och aluminiumoxidfibrer för nanofiltrering, det utnyttjar också förekomsten av nanoskopiska porer i zeolitfiltreringsmembran, samt nanokatalysatorer och magnetiska nanopartiklar. Nanosensorer, såsom de baserade på titanoxid nanotrådar eller palladium nanopartiklar används för analytisk detektion av föroreningar i vattenprover.
Vilka föroreningar som nanoteknik kan hantera beror på det reningsstadium av vatten som tekniken tillämpas på, tillägger laget. Det kan användas för avlägsnande av sediment, kemiskt avlopp, laddade partiklar, bakterier och andra patogener. De förklarar att giftiga spårämnen som arsenik, och viskösa flytande föroreningar som olja kan också avlägsnas med nanoteknik.
"De främsta fördelarna med att använda nanofilter, till skillnad från konventionella system, är att mindre tryck krävs för att passera vatten genom filtret, de är effektivare, och de har otroligt stora ytor och kan lättare rengöras genom backspoling jämfört med konventionella metoder, " säger laget.
Till exempel, kolnanorörmembran kan ta bort nästan alla typer av vattenföroreningar inklusive grumlighet, olja, bakterie, virus och organiska föroreningar. Även om deras porer är betydligt mindre har kolnanorör visat sig ha en lika stor eller snabbare flödeshastighet jämfört med större porer, möjligen på grund av nanorörens släta insida. Nanofibrösa aluminiumoxidfilter och andra nanofibermaterial tar också bort negativt laddade föroreningar som virus, bakterie, och organiska och oorganiska kolloider snabbare än konventionella filter.
"Även om den nuvarande generationen av nanofilter kan vara relativt enkel, man tror att framtida generationer av nanoteknikbaserade vattenbehandlingsanordningar kommer att dra nytta av egenskaperna hos nya nanoskala material, " säger laget.
Forskarna påpekar att flera grundläggande aspekter av nanoteknik har väckt oro bland allmänheten och aktivistgrupper. De medger att riskerna förknippade med nanomaterial kanske inte är desamma som riskerna förknippade med bulkversionerna av samma material eftersom det mycket större förhållandet mellan ytarea och volym av nanopartiklar kan göra dem mer reaktiva än bulkmaterial och leda till att de hittills inte känner igen och oprövade interaktioner med biologiska ytor. Vattenrening baserad på nanoteknik har ännu inte lett till några hälso- eller miljöproblem, men teamet upprepar andras uppfattning att ytterligare forskning om den biologiska interaktionen mellan nanopartiklar bör utföras.
