Limpiar el agua con nanotecnología

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La nanotecnología puede ayudar a agua limpia usando varios métodos, incluyendo la inyección de nanopartículas subterránea para limpiar los contaminantes de las aguas subterráneas y el uso de nanocables de plata y nanotubos de carbono para matar las bacterias en el agua potable.

disolventes industriales en las aguas subterráneas, como un disolvente de limpieza líquido llamado tricloroetileno (TCE), pueden dañar nuestra salud.

De acuerdo con la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades, un departamento del Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos, “beber o respirar altos niveles de tricloroetileno puede causar efectos en el sistema nervioso, el hígado y daño pulmonar, ritmo cardíaco anormal, coma y posiblemente la muerte . El tricloroetileno se ha encontrado en por lo menos 852 de los más de 1,200 sitios de la Lista de Prioridades Nacionales identificados por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) “.

Uno de los retos en la limpieza de las aguas subterráneas es la eliminación de la contaminación de aguas industriales, como el TCE. Los investigadores han demostrado que las nanopartículas de hierro pueden degradarse rápidamente hidrocarburos clorados, tales como TCE, para hacer una mezcla inocua de los subproductos.

Cuando se inyecta nanopartículas de hierro en un sistema de aguas subterráneas, como un acuífero (roca permeable que contiene agua subterránea), se produce una reacción entre los átomos de hierro, el disolvente, y los iones de hidrógeno. En esta reacción, los átomos de hierro de la nanopartícula dan dos electrones (átomos de hierro pueden dar fácilmente electrones y son bastante estables como iones positivos en agua) a los átomos de cloro.

Como resultado, los iones de hidrógeno (que se producen naturalmente en el agua) se combinan con los átomos de carbono. Esto le deja con una molécula orgánica común, ordinario en el que los átomos de carbono están rodeados por átomos de hidrógeno (como el metano o etano), iones de hierro positivos, y los iones de cloro negativo (comúnmente presentes en agua salada). Debido a que las nanopartículas pueden permanecer suspendidas en el agua subterránea durante mucho tiempo, pueden penetrar en grandes áreas de aguas subterráneas.

El hierro usado en estas nanopartículas se refiere a menudo como el hierro de valencia cero (ZVI). Eso es sólo una forma elegante para los químicos que dicen que el hierro no ha reaccionado con cualquier otro material todavía y por lo tanto todavía tiene todos sus electrones.

El uso de nanopartículas de hierro en esta manera de tratar el agua subterránea es mucho menos costoso que bombear el agua fuera de la planta para el tratamiento.

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Lehigh nanotecnología es una empresa que utiliza nanopartículas de hierro para limpiar los contaminantes. Las técnicas interesantes que están utilizando se desarrollan a través de la investigación en la Universidad de Lehigh.

contaminantes metálicos en el agua subterránea, como el mercurio, son también una preocupación. Investigadores del Laboratorio del noroeste del Pacífico han desarrollado un material para eliminar el mercurio de las aguas subterráneas. El material se llama SAMMS, que es la abreviatura de monocapas autoensambladas sobre soportes mesoporosos.

Este material consta de partículas de cerámica cuya superficie tiene muchos poros de tamaño nanométrico. Estos poros se alinean con moléculas que tienen átomos de azufre en un extremo, dejando un agujero en el centro que también se alinea con los átomos de azufre. Los científicos se alinean los nanoporos con moléculas que contienen azufre, ya que une al mercurio, por lo que los átomos de mercurio enlace con el azufre y se encuentran atrapados en los nanoporos.

Los investigadores están desarrollando SAMMS que contienen otras moléculas en los nanoporos para eliminar otros contaminantes metálicos de las aguas subterráneas.

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