Crn, nano-fogli in grafene per catturare i contaminanti nell’acqua potabile

Già protetta dalla domanda di brevetto internazionale, la nuova tecnica sfrutta nano-fogli in grafene che “potenziano” le membrane filtranti polimeriche dei depuratori

contaminanti
Foto di seagul da Pixabay

I filtri in grafene catturano contaminanti organici e molecole costituenti principi attivi di farmaci, cosmetici o detergenti

(Rinnovabili.it) – Dai farmaci alle droghe, dai disinfettanti ai prodotti chimici per la cura della persona e della casa: sono innumerevoli le sostanze chimiche e i contaminanti presenti nella rete idrica di tutta Italia e fonte di potenziali rischi per la salute dei cittadini. I depuratori fanno il loro lavoro, ma molte di queste sostanze richiedono soluzioni nuove e più efficaci per essere eliminate. 

S’inserisce in tale contesto la nuova tecnologia messa a punto dai ricercatori dell’Istituto per la sintesi organica e fotoreattività (Cnr-Isof) e dell’Istituto per la microelettronica e microsistemi (Cnr-Imm) del Crn, in collaborazione con la svedese Chalmers University e pubblicata sulla rivista Nanoscale.

Il gruppo ha messo a punto un composto a base di grafene e polisulfone che può essere impiegato per “potenziare” le membrane filtranti polimeriche dei depuratori. “Combinando fogli di ossido di grafene (GO) con membrane di polisulfone e derivati (PSU)”, spiegano Manuela Melucci e Vincenzo Palermo di Cnr-Isof, coordinatori del team di ricercatori che ha svolto la ricerca nell’ambito del progetto europeo Graphene Flagship, ”abbiamo realizzato filtri capaci di catturare contaminanti organici, molecole costituenti principi attivi di farmaci, cosmetici o detergenti che spesso non sono eliminati dai trattamenti convenzionali e che possono quindi contaminare le acque della rete idrica”.

 

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La capacità di filtraggio del nuovo materiale GO-PSU è stata testata dai ricercatori su campioni di acque contaminate da coloranti e farmaci, in particolare rodamina, ofloxacina e diclofenac, contaminanti emergenti (farmaci, pesticidi, detergenti e fragranze varie) recentemente individuati nelle acque potabili della nostra rete idrica. “Le misure hanno confermato che le performance di filtraggio delle membrane di polisulfone addizionato con ossido di grafene superano di oltre tre volte quelle del materiale standard contenente solo polisulfone”, ha dichiarato Palermo, vicedirettore di Graphene Flagship. “Le eccellenti prestazioni sono dovute alle proprietà uniche dei materiali bidimensionali, in particolare alla struttura dell’ossido di grafene: la disposizione a strati di questi foglietti, separati tra loro da distanze nanometriche che possiamo controllare, è ideale per intrappolare le molecole contaminanti e più efficiente di quella di classici filtri tridimensionali”.

 

L’intero procedimento di filtraggio, spiegano i ricercatori, si svolge in acqua senza l’uso di solventi chimici, sfruttando le microonde per immobilizzare stabilmente i foglietti di grafene sul polimero. “Poiché qualsiasi materiale per la depurazione delle acque non deve rilasciare ulteriori contaminanti nell’acqua filtrata – ha aggiunto Melucci  – è essenziale che gli additivi usati per potenziare le membrane siano immobilizzati in maniera stabile”. 

Un altro  aspetto positivo del composto è rappresentato dalla possibilità di essere lavato e riutilizzato:le membrane GO-PSU – concludono i ricercatori –  possono essere recuperate dopo l’uso, lavate con un solvente specifico per rimuovere i contaminanti che hanno raccolto e impiegate nuovamente”.
La tecnica – è bene evidenziarlo – rappresenta una novità assoluta nel settore, già coperta dalla domanda di brevetto internazionale. In futuro, potrà essere applicata secondo i ricercatori anche a scarti della produzione industriale ed altri contaminanti. 

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