Các kỹ sư tại Đại học Công nghệ Moskva (Nga) đã giới thiệu một công nghệ làm sạch nguồn nước bằng cách sử dụng các hạt nano từ tính trong lớp vỏ polyme sinh học. Phát triển này cho phép loại bỏ nhanh chóng dầu tràn, ion kim loại nặng và chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước, đồng thời chất hấp phụ có thể dễ dàng được tách ra bằng nam châm và phù hợp cho nhiều mục đích sử dụng.
Các phương pháp làm sạch truyền thống gặp phải hai vấn đề: chất hấp phụ khó thu gom sau khi bị bão hòa bởi bụi bẩn, và việc xử lý chúng tạo ra thêm chất thải. Nhóm nghiên cứu, do Alena Krapivko, trợ lý tại Khoa Hệ thống Nano và Hiện tượng Bề mặt mang tên Voyutsky dẫn đầu, đã đề xuất một cách tiếp cận khác.
Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp các lõi nano từ tính, được phủ bằng các polyme sinh học chức năng. Thành phần của lớp vỏ được lựa chọn cho từng loại ô nhiễm cụ thể - hydrocarbon, chì, thủy ngân hoặc thuốc nhuộm tổng hợp.
Nguyên lý của công nghệ này rất đơn giản: các hạt được đưa vào nước bị ô nhiễm, nơi chúng liên kết với các tạp chất có hại. Sau đó, một nam châm thông thường được đưa đến thùng chứa, và toàn bộ cấu trúc được thu gom trên thành hoặc nổi lên bề mặt. Nước đã được làm sạch được đưa trở lại chu trình sản xuất, và chất hấp phụ được tách ra được tái tạo để sử dụng lại.
Điểm ưu việt nhất của công nghệ này chính là tính kinh tế tuần hoàn. Không giống như các loại bông thấm dầu hay hóa chất xử lý một lần, chất hấp phụ từ tính có khả năng tái sinh. Sau khi thu hồi, chất bẩn được tách ra, hạt nano được làm sạch và sẵn sàng cho các chu kỳ sử dụng tiếp theo. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí vận hành mà còn triệt tiêu lượng rác thải thứ cấp phát sinh ra môi trường.
Hiện tại, phòng thí nghiệm đang tối ưu hóa quá trình tổng hợp các hạt, thử nghiệm các tổ hợp polyme cho các loại nước thải khác nhau và phát triển phương pháp đánh giá hiệu quả. Lớp polyme sinh học không giải phóng chất độc hại, và việc sử dụng nhiều lần chất hấp phụ giúp giảm chi phí làm sạch.
Bằng cách kết hợp giữa công nghệ nano tiên tiến và vật liệu sinh học thân thiện, giải pháp này mở ra triển vọng mới cho việc xử lý các thảm họa môi trường quy mô lớn. Nó biến một quá trình xử lý ô nhiễm tốn kém, phức tạp trở thành một quy trình gọn nhẹ, hiệu quả và có khả năng thu hồi vốn cao nhờ việc tái sử dụng vật liệu.
