Ερευνητές ανέπτυξαν ένα πρωτοποριακό πολυμερές που μοιάζει με ζάχαρη και απομακρύνει αποτελεσματικά τα βαρέα μέταλλα από το μολυσμένο νερό.
Οι ερευνητές του ACS Central Science ανέπτυξαν ένα καινοτόμο πολυμερές που παγιδεύει τα μέταλλα σε αδιάλυτες μάζες, καθιστώντας τη διαδικασία απομάκρυνσης απλή και αποτελεσματική. Σε αρχικές δοκιμές, το πολυμερές αφαίρεσε με επιτυχία ιοντικό κάδμιο και μόλυβδο από ποτάμια ύδατα μολυσμένα με αυτές τις επιβλαβείς ουσίες.
Ορισμένα ιόντα βαρέων μετάλλων μπορεί να είναι επιβλαβή όταν υπάρχουν σε υψηλές συγκεντρώσεις στο πόσιμο νερό. Οι παραδοσιακές μέθοδοι για την απομάκρυνση αυτών των ρύπων, όπως η διήθηση, μπορεί να είναι ενεργοβόρες και να βασίζονται σε μεμβράνες δέσμευσης μετάλλων που φράζουν γρήγορα και χρειάζονται συχνή αντικατάσταση.
Σε μια προσπάθεια να βελτιώσουν τις διαδικασίες καθαρισμού του νερού, οι ερευνητές έχουν στραφεί στα φυτά για έμπνευση, καθώς χρησιμοποιούν πολυσακχαρίτες -μακρομόρια με επαναλαμβανόμενες μονάδες σακχάρων- ως προστατευτικό φράγμα στα κύτταρά τους για την παγίδευση ιόντων μετάλλων.
Παρ’ όλα αυτά, ορισμένοι πολυσακχαρίτες διαλύονται στο νερό, γεγονός που καθιστά αναγκαία την προσθήκη άλλων ουσιών για τον σχηματισμό αδιάλυτων πηκτωμάτων για την αποτελεσματική δέσμευση και απομάκρυνση των μετάλλων.
Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, η Cassandra Callmann και η ερευνητική της ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν προσπάθησαν να δημιουργήσουν ένα ενιαίο υλικό με δομές που μοιάζουν με ζάχαρη και ελεγχόμενη διαλυτότητα στο νερό, ικανό να απομακρύνει αποτελεσματικά τα βαρέα μέταλλα από το νερό.
Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια σειρά από πολυμερή με υδατοδιαλυτό σκελετό και υδατοδιαλυτούς υδατάνθρακες. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, διαπιστώθηκε ότι η ομάδα καρβοξυλικού οξέος που περιέχει υδατάνθρακα ήταν πιο αποτελεσματική στην προσέλκυση και δέσμευση ιοντικού καδμίου.
Σε πειράματα με νερό εμπλουτισμένο με κάδμιο, αυτό το πολυμερές σχημάτισε ορατές μάζες μέσα σε τρία λεπτά, οι οποίες μπορούσαν εύκολα να φιλτραριστούν. Επιπλέον, οι συσσωματώματα μπορούσαν να επαναδιαλυθούν, απελευθερώνοντας το κάδμιο ρυθμίζοντας την οξύτητα του νερού. Μετά από τρεις κύκλους δέσμευσης, συσσωμάτωσης και επαναδιάλυσης, το πολυμερές διατήρησε σταθερή αποτελεσματικότητα παγίδευσης μετάλλων, αναδεικνύοντας τις δυνατότητές του ως ανακυκλώσιμο υλικό.
Η ομάδα πραγματοποίησε δοκιμή σε νερό του ποταμού Κολοράντο που είχε μολυνθεί με ιοντικό κάδμιο, γεγονός που οδήγησε σε αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του πολυμερούς που περιέχει υδατάνθρακες. Το νερό του ποταμού είχε υψηλότερα επίπεδα ιοντικού ασβεστίου, νατρίου και μαγνησίου σε σύγκριση με τα προστιθέμενα μέταλλα. Μετά από 24 ώρες, το πολυμερές ήταν σε θέση να συλλάβει το 20% του προστιθέμενου καδμίου και το 45% του προστιθέμενου μολύβδου, ενώ ελάχιστες ποσότητες άλλων ιόντων μετάλλων είχαν συλληφθεί.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό το νέο υλικό υπόσχεται την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών, επαναχρησιμοποιήσιμων και επιλεκτικών υλικών για τον καθαρισμό του νερού.
Ακολουθήστε το Cibum 
