I ricercatori hanno sviluppato un nuovo materiale che, sfruttando il potere della luce solare, può eliminare l’acqua di inquinanti pericolosi.
Creato attraverso una combinazione di gel di chimica morbida ed elettrospinning-una tecnica in cui viene applicata la forza elettrica al liquido per creare piccole fibre-il team ha costruito strisce a fibra sottili di biossido di titanio (TiO₂), un composto spesso utilizzato nelle celle solari, i sensori del gas e le varie tecnologie autopulibili.
Nonostante siano un’ottima fonte di energia alternativa, i sistemi di alimentazione solare che utilizzano le nanoparticelle di tio₂ sono spesso limitati al potere perché possono solo sottoporsi a fotocatalisi o creare reazioni chimiche, assorbendo la luce UV non visibile. Ciò può causare sfide significative all’implementazione, tra cui la bassa efficienza e la necessità di sistemi di filtrazione complessi.
Tuttavia, quando i ricercatori hanno aggiunto rame al materiale per migliorare questo processo, le loro nuove strutture, chiamate nanomatiche, sono state in grado di assorbire abbastanza energia luminosa per abbattere gli inquinanti dannosi in aria e acqua, ha affermato Pelagia-Iren Gouma, autore principale dello studio e professore di scienza dei materiali e ingegneria presso la Ohio State University.
“Non c’è stato un modo semplice per creare qualcosa di simile a una coperta che puoi posare sull’acqua e iniziare a creare energia”, ha detto. “Ma siamo gli unici che hanno fatto queste strutture e le uniche a dimostrare che funzionano davvero.”
Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Scienza avanzata.
Quando il biossido di titanio assorbe la luce, si formano elettroni che ossidano l’acqua e attaccano gli inquinanti, distruggendoli lentamente fino a diventare benigni. Quando viene aggiunto il rame, quel processo è sovralimentato, rendendolo ancora più efficace.
Per determinare questo, i ricercatori hanno lavorato per caratterizzare le proprietà aggiornate del nanomat per capire come si è comportato e cosa lo ha reso diverso dalle altre nanoparticelle autopulenti, ha affermato Gouma. Sorprendentemente, i ricercatori hanno scoperto che rispetto alle celle solari tradizionali, questi nanomatici possono avere più successo nella generazione di energia se collocati alla luce solare naturale, ha detto.
“Questi nanomatici possono essere usati come generatore di energia o come strumenti di bonifica dell’acqua”, ha detto. “In entrambi i modi, hai un catalizzatore con la massima efficienza segnalata fino ad oggi.”
Questi tappetini in fibra leggeri e facili da rimuovere possono galleggiare e funzionare in cima a qualsiasi specchio d’acqua e sono persino riutilizzabili attraverso più cicli di pulizia. Poiché i nanomatici sono così efficaci, i ricercatori prevedono che potrebbero essere usati per liberare l’acqua degli inquinanti industriali nei paesi in via di sviluppo, trasformando fiumi e laghi altrimenti contaminati in fonti di acqua potabile pulita.
Inoltre, poiché questa tecnologia non genera sottoprodotti tossici come alcuni sistemi di celle solari, i nanomatici sono estremamente rispettosi dell’ambiente. “È un materiale sicuro, non farà male a nulla ed è il più pulito possibile”, ha detto Gouma.
Tuttavia, sebbene la tecnologia di questo team sia incredibilmente efficiente, quanto tempo ci vorrà per aumentare commercialmente dipende dalla rapidità con cui le industrie prendono atto del prodotto. “Abbiamo gli strumenti per realizzarli in grandi quantità e tradurli in vari settori”, ha detto Gouma. “L’unica limitazione è che ha bisogno di qualcuno che tragga vantaggio da queste abbondanti risorse”.
Nel complesso, i risultati dello studio suggeriscono che i nanomatici potrebbero essere uno strumento promettente in molte future applicazioni fotocatalitiche, compresi gli sforzi di sostenibilità a lungo termine come la bonifica ambientale e la produzione di idrogeno a base di solare.
Nel frattempo, il team prevede di esaminare i modi per ottimizzare ulteriormente il materiale.
“Questo materiale è completamente nuovo in termini di una nuova forma di nanotecnologia”, ha detto Gouma. “È davvero impressionante e qualcosa di cui siamo molto entusiasti.”
Altri co-autori dello stato dell’Ohio includono Fateh Mikaeilia e Mohammad Mahafuzur Rahaman. Questo studio è stato supportato dalla National Science Foundation.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com