Un nuovo materiale che purifica l’acqua con la luce del Sole

soleI ricercatori dell’Accademia delle scienze cinese sono riusciti a depurare l’acqua grazie a una nuova metodologia in grado di eliminare il 99% dei batteri in una sola ora.

Purificare l’acqua, rimuovendone i batteri tramite la luce del Sole e un materiale sintetico. È questa la nuova metodologia appena messa a punto dai ricercatori dell’Accademia delle scienze cinese e della Yangzhou University di Jiangsu, che nel loro studio pubblicato sulle pagine di Chem hanno spiegato come siano riusciti a eliminare la presenza dei batteri in 10 litri di acqua in una sola ora, utilizzando solamente la luce del Sole e un foglio bidimensionale di un materiale sintetico, chiamato nitruro di carbonio grafitico.

Finora, ricordiamo che questo tipo di tecnica per la depurazione dell’acqua, chiamata disinfezione fotochimica, è considerata un’alternativa molto promettente ed ecologica dato il cambiamento climatico in atto e la sempre crescente scarsità d’acqua potabile. E il modo in cui funziona è straordinariamente semplice: vari materiali possono essere utilizzati come fotocatalizzatori in acqua, il che significa che assorbono la luce e accelerano (o catalizzano) le reazioni dell’ossigeno che si verificano in acqua in presenza di determinate lunghezze d’onda della luce.

Queste reazioni producono molecole note come specie reattive dell’ossigeno (Ros), che sono in grado di uccidere i microrganismi. Tuttavia, i catalizzatori principalmente utilizzati oggi sono di origine metallica: se se da una parte ciò li rende molto efficienti, dall’altra però possono rilasciare residui di metallo nell’acqua. Per ovviare a questo problema, gli scienziati utilizzano anche altri catalizzatori non metallici, come per esempio il grafene che è più sicuro ma molto meno efficiente, in quanto non produce abbastanza Ros per eliminare in maniera sufficiente i batteri.

E ora, il nuovo studio è riuscito finalmente a trovare una soluzione pratica, efficiente e non tossica. La chiave, spiegano i ricercatori, è un materiale sintetico, il nitruro di carbonio grafitico, ultrasottile e con tutte le giuste proprietà per assorbire la luce e produrre abbastanza Ros per uccidere i batteri. Illuminandolo solamente con la luce del Sole, i ricercatori hanno scoperto che i fogli bidimensionali di questo materiale possono rapidamente depurare l’acqua inquinata. Durante le sperimentazioni in laboratorio, infatti, la nuova tecnologia è stata in grado di produrre uno specifico Ros, il perossido di idrogeno, che in circa mezz’ora ha provocato la morte del 99,9999% di tutti i batteri di Escherichia coli in un campione di 50 millilitri di acqua.

I risultati dimostrano quindi che questa nuova metodologia è cinque volte più veloce di qualsiasi altro fotocatalizzatore non metallico utilizzato finora. “Questa notevole efficienza è paragonabile a quella dei migliori fotocatalizzatori metallici”, scrivono gli autori, sottolineando tuttavia che questo è solamente un primo passo verso una depurazione dell’acqua completamente ecologica. La metodologia, infatti, non è ancora sufficiente a purificare l’acqua da altri contaminanti. “La depurazione richiede anche la rimozione di ioni di metalli pesanti, di regolare il pH e di rimuovere altri residui”, ha concluso l’autore dello studio Dan Wang. “Per ora, quindi, abbiamo bisogno di combinare il nostro sistema con gli altri dispositivi per rendere l’acqua potabile”.

Marta Musso

wired.it

Un nuovo materiale che purifica l’acqua con la luce del Sole ultima modifica: 2019-03-10T17:56:05+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)