Un nou material 2-D folosește lumina pentru a purifica rapid și în siguranță apa

Folosind lumină, un prototip de material „verde” poate purifica suficientă apă potabilă zilnică pentru patru persoane în doar o oră. În teste, a ucis aproape 100% dintre bacterii din 10 litri de apă, au raportat cercetătorii pe 7 februarie. Chim.

Acest nou material, o foaie 2-D de nitrură de carbon grafitică, este un fotocatalizator: eliberează electroni atunci când este iluminat pentru a crea substanțe chimice distructive pe bază de oxigen care distrug microbii. Designul evită capcanele altor tehnologii similare. Cei mai eficienți fotocatalizatori de astăzi conțin metale care se pot scurge în apă ca poluanți toxici. Altele sunt nemetalice, precum noile foi 2-D, dar sunt mai puțin eficiente, deoarece țin electronii mai strâns.

Cercetătorul de materiale Guoxiu Wang de la Universitatea de Tehnologie din Sydney și colegii săi au creat foițe ultrasubțiri de nitrură de carbon grafitică și au adăugat grupuri chimice precum acizi și cetone care atrag electronii către marginile foilor. Acolo, electronii sar pe atomii de oxigen din apă pentru a forma substanțe chimice de oxigen care dizolvă microbii precum peroxidul de hidrogen.

Designul a ucis 99,9999% dintre bacterii, inclusiv E coli, într-o probă de apă de 50 de mililitri. Este la fel de eficient ca cel mai bun catalizator pe bază de metal. Și a ucis microbii mai repede decât cei mai buni fotocatalizatori anteriori fără metal, care durează peste o oră pentru a obține ceea ce a făcut noul design în 30 de minute.

Echipa a atașat apoi nanofoile de suprafața interioară a pungilor de plastic, purificând 10 litri de apă într-o oră.

„Motivul nostru a fost să dezvoltăm o modalitate eficientă de a folosi lumina soarelui pentru a produce apă pentru regiunile nedezvoltate sau îndepărtate, fără o sursă centrală de apă curată”, spune Wang, menționând că compoziția de carbon și azot ar trebui să facă materialul ieftin. În continuare, cercetătorii urmăresc să lucreze cu ingineri pentru a extinde proiectul pentru uz comercial.