En ny klass av kolnanorör kan bli nästa generations saneringspersonal för giftigt slam och förorenat vatten, säger forskare vid Rochester Institute of Technology.

Förbättrade enkelväggiga kolnanorör erbjuder ett mer effektivt och hållbart tillvägagångssätt för vattenrening och sanering än standardindustrins material – kiselgeler och aktivt kol – enligt en artikel som publicerades i marsnumret av Miljövetenskap Vatten:Forskning och teknik .

RIT-forskarna John-David Rocha och Reginald Rogers, författare till studien, visa potentialen hos denna framväxande teknik för att rena förorenat vatten. Deras arbete tillämpar kolnanorör på miljöproblem på ett specifikt nytt sätt som bygger på nästan två decennier av nanomaterialforskning. Nanorör är vanligare förknippade med bränslecellsforskning.

"Denna aspekt är ny - att ta kunskap om kolnanorör och deras egenskaper och inse, med nya bearbetnings- och karaktäriseringstekniker, de fördelar som nanorör kan ge för att ta bort föroreningar för vatten, sa Rocha, biträdande professor vid Institutionen för kemi och materialvetenskap i RIT:s Science College.

Rocha och Rogers utvecklar nanorörsteknik för miljösanering och vattenfiltrering för hemmabruk.

"Vi har visat att vi kan regenerera dessa material, sa Rogers, biträdande professor i kemiteknik vid RIT:s Kate Gleason College of Engineering. "I framtiden, när ditt vattenfilter äntligen blir mättat, lägg den i mikrovågsugnen i cirka fem minuter och föroreningarna kommer att avdunsta."

Kolnanorör är lagringsenheter som mäter cirka 50, 000 gånger mindre än bredden på ett människohår. Kol reducerat till nanoskalan trotsar fysikens regler och verkar i en värld av kvantmekanik där små material blir mäktiga.

"Vi vet att kol är grafit för våra pennor, som diamanter, som sot, " sa Rocha. "Vi kan förvandla sotet eller grafiten till ett material av nanometertyp som kallas grafen."

Ett enkelväggigt kolnanorör skapas när ett ark grafen rullas ihop. Den fysiska förändringen förändrar materialets kemiska struktur och avgör hur det beter sig. Resultatet är "ett av de mest värmeledande och elektriskt ledande materialen i världen, " Sa Rocha. "Detta är egenskaper som bara spelar in eftersom de är på nanometerskala."

RIT-forskarna skapade nya tekniker för att manipulera de små materialen. Rocha utvecklade en metod för att isolera hög kvalitet, enkelväggiga kolnanorör och för att sortera dem efter deras halvledande eller metalliska egenskaper. Rogers omfördelade de rena kolnanorören till tunna papper som liknar kolkopieringspapper.

"När papperna väl är bildade, nu har vi adsorbenten – det vi använder för att dra upp föroreningarna ur vattnet, " sa Rogers.

Filtreringsprocessen fungerar eftersom "kolnanorör ogillar vatten, " tillade han. Endast de organiska föroreningarna i vattnet fastnar på nanoröret, inte vattenmolekylerna.

"Den här typen av ansökan har inte gjorts tidigare, "Sade Rogers. "Nanorör som används i detta avseende är nya."