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En un estudio publicado recientemente en la revista Poca cienciaInvestigadores de la Universidad Técnica de Viena descubrieron una forma única de purificar el agua a partir de residuos de celulosa.
Aunque parezca extraño, los residuos se pueden aprovechar para purificar el agua. Pero eso es exactamente lo que ha logrado la Universidad Técnica de Viena: se creó una nanoestructura única para filtrar una clase común de tintes peligrosos del agua.
Un componente esencial es la reutilización de materiales de desecho, como la celulosa usada de paños de limpieza o vasos de papel. Luego, esta celulosa se utiliza para recubrir una fina nanotela, creando un filtro eficaz para purificar el agua contaminada.
Veneno coloreado en el agua.
La mayoría de los tintes sintéticos, incluidos los llamados compuestos azoicos, se clasifican como tintes orgánicos. Incluso en países donde se presta poca atención a la protección del medio ambiente, se utilizan a menudo en la industria textil y los tintes acaban a menudo en aguas residuales sin filtrar.
Esto es peligroso porque estos tintes se descomponen muy lentamente, pueden permanecer en el agua durante mucho tiempo y suponen un gran peligro para las personas y la naturaleza..
Günther Rupprechter, Profesor, Instituto de Química de Materiales, Universidad Tecnológica de Viena
Varias sustancias pueden unir estos tintes. Pero esto por sí solo no es suficiente.
Gunther Rupprechter dijo: “Si simplemente se deja que el agua contaminada fluya sobre una película de filtro que puede adherir tintes, el efecto de limpieza es bajo. Es mucho mejor hacer una nanotela hecha de muchas fibras diminutas y dejar que el agua se filtre..”
Esto expone una superficie mucho mayor al agua, lo que aumenta la cantidad de moléculas de tinte orgánico que se pueden unir.
Residuos de celulosa como nanofiltros
Trabajamos con nanocelulosa semicristalina, que se puede fabricar a partir de materiales de desecho; a menudo se utilizan materiales que contienen metales para fines similares. Nuestro material, por otro lado, es completamente inofensivo para el medio ambiente y también podemos producirlo reciclando papel usado..
Qaisar Maqbool, autor principal del estudio y postdoctorado, Instituto de Química de Materiales, Universidad Tecnológica de Viena
Esta nanocelulosa se “hila” con el plástico poliacrilonitrilo para crear nanoestructuras. Sin embargo, esto requiere mucha habilidad técnica. El equipo de TU Viena logró el éxito utilizando una técnica llamada electrospinning. En este proceso, el material se pulveriza en forma líquida, las gotas se cargan de electricidad y se envían a través de un campo eléctrico.
Gunther Rupprechter dijo: “Esto garantiza que el líquido forme hilos extremadamente finos con un diámetro de 180 a 200 nanómetros cuando se endurece..”
Juntas, estas hebras forman un tejido fino con una gran superficie, la llamada “nanonet”. 1cm2 puede acomodar una malla de hilo con una superficie de más de 10 cm2.
Pruebas exitosas
Las pruebas con estas nanoestructuras recubiertas de celulosa tuvieron mucho éxito: se eliminó el 95% del tinte en tres ciclos de purificación de agua contaminada con tinte violeta.
Günther Rupprechter explicó: “Los tintes permanecen almacenados en la nanoweb. Luego puedes desechar todo el vellón o regenerarlo, disolver los tintes almacenados y reutilizar el tejido filtrante..”
Sin embargo, quedan tareas adicionales, incluida la evaluación de las propiedades mecánicas de las nanoredes avanzadas, la realización de pruebas de biocompatibilidad, la evaluación de la sensibilidad a contaminantes más complejos y el logro de escalabilidad para cumplir con los estándares de grado industrial. Rupprechter y su grupo de investigación quieren ahora examinar las posibilidades de aplicar esta tecnología de filtro de tinte a otras áreas.
Rupprechter creía: “Esta tecnología también podría ser muy interesante para el sector médico, ya que durante la diálisis, por ejemplo, es necesario filtrar sustancias químicas muy específicas de un líquido..”
Estas aplicaciones podrían beneficiarse de los nanotejidos recubiertos.
Referencia de la revista:
Maqbool, Q., et al. (2024) Nanowebs recicladas de residuos para eliminar el cristal violeta del agua. Poca ciencia. doi.org/10.1002/smsc.202300286
Fuente: https://www.tuwien.at/de/
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