Ученые разработали эффективный способ очистки воды с помощью…ржавчины. Исследования подтвердили, что созданные наночастицы оксида железа («умная ржавчина»), действительно делают воду чище.

• Новое вещество может притягивать многие загрязнители: нефть, нано- и микропластик, а также гербицид глифосат. Все зависит от покрытия частиц «умной ржавчины».

Наночастицы удаляются из воды с помощью магнита вместе с загрязняющими веществами. Теперь группа исследователей сообщает, что им удалось настроить частицы на улавливание опасных гормонов эстрогена. Результаты исследователи представят на осенней встрече Американского химического общества (ACS).

«Наша «умная ржавчина» дешевая, нетоксичная и пригодна для вторичной переработки. Мы продемонстрировали ее применение для всех видов загрязнений, что позволяет существенно улучшить качество очистки воды». (Маркус Халик, главный исследователь проекта)

В течение многих лет исследовательская группа Халика изучает экологически безопасные способы удаления загрязняющих веществ из воды. В качестве базового материала они используют наночастицы оксида железа в суперпарамагнитной форме, то есть они притягиваются к магнитам, но не друг к другу, поэтому частицы не слипаются.

Чтобы сделать их «умными», команда разработала методику прикрепления молекул фосфоновой кислоты к сферам нанометрового размера.

«После того как мы добавляем слой молекул к ядрам из оксида железа, они выглядят как волоски, торчащие из поверхности этих частиц». (Маркус Халик)

Первые версии «умной ржавчины» улавливали сырую нефть из воды, взятой из Средиземного моря, и глифосат из воды пруда, собранного недалеко от университета, где работают исследователи. Кроме того, команда продемонстрировала, что «умная ржавчина» способна удалять нано- и микропластик, добавленный в образцы лабораторной и речной воды.

На данный момент группа нацелена на загрязняющие вещества, присутствующие в основном в больших количествах. Лукас Мюллер, аспирант, представляющий на встрече новую работу, хотел узнать, можно ли модифицировать наночастицы ржавчины так, чтобы они притягивали следовые загрязнители, например гормоны. Когда некоторые гормоны выводятся из организма, они попадают в сточные воды и, в конечном счете, в водотоки. Одной из таких групп гормонов являются природные и синтетические эстрогены, основными источниками которых являются отходы жизнедеятельности человека и домашнего скота. По словам Мюллера, количество эстрогенов в окружающей среде очень мало, поэтому их трудно удалить. Однако даже эти уровни, как было показано, влияют на метаболизм и размножение некоторых растений и животных, хотя влияние низких уровней этих соединений на человека в течение длительного времени до конца не изучено.

В будущем команда испытает эти частицы на реальных образцах воды и определит, сколько раз их можно использовать повторно. Поскольку каждая наночастица имеет высокую площадь поверхности с большим количеством карманов, то, по мнению исследователей, они смогут удалять эстрогены из нескольких проб воды, снижая тем самым стоимость одной очистки.

«Многократная переработка этих частиц может привести к тому, что стоимость этого метода очистки воды станет очень незначительным». (Маркус Халик)

https://cleantechnica.com/2023/08/16/cleaning-water-with-smart-rust-magnets-video/