Da mehr Wasserstraßen mit Algenblüten und Verschmutzung durch Mineralien aus landwirtschaftlichen Abflüssen und industriellen Herstellungsprozessen verursacht werden, entstehen neue Methoden zum Entfernen von Schadstoffen wie Phosphat, Kupfer und Zink über Felder.
Während es Lösungen gibt, sind sie tendenziell teuer und können nur einmal verwendet werden. Ein spezialisiertes Schwamm, das von Forschern der Northwestern University erstellt wurde, die sich für die Aufhebung von Schadstoffen und dann wie gewünscht befreien, kann eine wiederverwendbare, kostengünstige Lösung darstellen.
Der Schwamm, der mit Nanopartikeln überzogen ist, die eine Affinität zu Schadstoffen haben, kann Metalle wie Zink und Kupfer sowie Phosphat sammeln. Anschließend wird diese wertvollen Ressourcen veröffentlicht, wenn es verschiedenen PHs ausgesetzt ist.
In einem Papier, das am 5. Februar in der American Chemical Society Journal Journal Environmental Science & Technology Water veröffentlicht wird Second Life.
„Die Technologie kann als universelles Sorbent oder ‚Catch-All‘ verwendet werden, oder sie kann auf bestimmte Gruppen von Verunreinigungen wie Metallen, Kunststoffen oder Nährstoffen zugeschnitten werden“, sagte der Hauptforscher Vinayak Dravid.
Dravid ist der Abraham Harris -Professor für Materialwissenschaft und Ingenieurwesen an der McCormick School of Engineering in Northwestern und ein Mitglied der Fakultät des Paula M. Trienens Institute for Nachhaltigkeit und Energie. Er ist auch Gründungsdirektor des Nuance -Zentrums der Northwestern University Atomic and Nanoscale Characterization (Nanoscale Characterization) sowie der Soft- und Hybrid -Nanotechnologie -Experimentalressource (Shyne) und fungiert außerdem als Associate Director für globale Programme am Internationalen Institut für Nanotechnologie.
Was ist mit dem Schwamm?
In seiner ersten Iteration bestand die Schwammplattform aus Polyurethan und überzogen mit einer Substanz, die Öl und abgestoßenes Wasser anzogen. Die neueste Version ist ein stark hydrophiler (wasserliebender) Celluloseschwamm, der mit Partikeln beschichtet ist, die auf andere Schadstoffe zugeschnitten sind. Die Schwammplattform arbeitet so effektiv aufgrund ihrer Poren und bietet viele Oberflächen, an denen Schadstoffe befestigt werden können.
Dravid hat die Technologie manchmal als „Schweizer Armeemesser“ bezeichnet, dank ihrer Vielseitigkeit und Fähigkeit, immer wieder verwendet zu werden. Er gründete NU Startup Coral Innovations (ehemals MFNS-Tech), um den Prozess der Vermarktung der Schwamm-basierten Technologie für die Umweltsanierung zu beginnen.
Ein zwei-zwei p (h) Unch
Der Hersteller von Regenwasserbehandlungsausrüstung, Stormastrap, LLC, erfuhr von der Plattform und wandte sich an das Team und fragte nach drei spezifischen Schadstoffen, die sich stark auf Chicago auswirken. In der Hoffnung, ihr Portfolio absorbierende Materialien hinzuzufügen, fragten die Sturmsturtenvertreter, ob Dravid die Konzentration der Schadstoffe auf nicht auffindbare Mengen bringen könne.
Die Environmental Protection Agency legt Werte für Mineralien fest, die auf der menschlichen Gesundheit basieren, die zuweilen höher sind als die Menge, die aus der Sicht der Umweltversorgung als sicher betrachtet wird. Dies würde in der Regel Trinkwassergrenzen in den Teilen pro Million Reichweite festlegen Konzentrationen.
Die Entwicklung der Plattform zur Erfassung von Kupfer, Zink und Phosphat war relativ einfach, aber dann Kelly Matuszewski, ein Ph.D. Der Student in der Dravid -Gruppe und im Erstautor der Zeitung wurde beauftragt, eine Methode zu bestimmen, um die Ressourcen zurückzubekommen. Da Geschäfte von Phosphat und Metallen in Minen erschöpft sind, wird dieser zweite Schritt kritisch.
„Wir können diese Mineralien nicht einfach auf der Toilette spülen“, sagte Matuszewski. „Wir müssen verstehen, wie sie interagieren und Wege finden, sie tatsächlich zu nutzen.“
Matuszewski stellte fest, dass Metalle durch die Senkung des pH -Werts aus dem Schwamm ausrösten. Sobald Kupfer und Zink entfernt sind, wird der pH -Wert angehoben, und an diesem Punkt kommt Phosphat aus dem Schwamm. Sie stellte fest, dass der Schwamm auch nach fünf Zyklen des Sammelns und Entfernens von Mineralien genauso gut funktionierte und sie in der Lage war, Wasser mit nicht nachweisbaren Mengen an Schadstoffen zu liefern.
Matuszewski ist Finalistin im Foundher -Spotlight, einem Wettbewerb um frühe Karriere -Wissenschaftlerinnen, die durch das Querrey -Inqbation -Labor von Northwestern erleichtert wurden. Sie wird am 5. März in das Northwestern Women’s Board werfen und gegen sieben andere Forscher antreten.
Nehmen Sie es in die Sturmabflüsse
Die Partnerschaft mit Stormtrap, LLC hat es dem Team ermöglicht, die Effektivität der Technologie zu bewerten und sich schnell vom Labor in die Branche zu bewegen. Die Verwendung der Plattform in realen Szenarien wird ein wichtiger nächster Schritt sein, da Matuszewski in einer kontrollierten Umgebung arbeitete, in der jeder Schadstoff die gleiche relative Konzentration hatte. Die nächste Phase hilft ihnen, die Menge an Mineralien zu bestimmen, die ein Schwamm halten kann, und ermöglicht es ihnen, mit anderen nordwestlichen Forschern zusammenzuarbeiten, die an der Schaffung sauberer Wasserstraßen arbeiten.
Das Papier wurde von Trienens und Stormtrap finanziert und basiert auf Arbeiten im Zusammenhang mit dem von der National Science Foundation unterstützten Motor der Great Lakes Water Innovation (Grant Number ITE-2315268).
Vinayak Dravid und Northwestern haben finanzielle Interessen (Aktien, Lizenzgebühren) an Koralleninnovationen.
