Красители, такие как синий индиго, используемый для окрашивания синих джинсов, угрожают водным путям возле текстильных заводов в Южной Америке, Индии и Китае. Такие красители токсичны и обесцвечивают воду, тем самым уменьшая попадание света на водные растения, что ограничивает фотосинтез и снижает содержание кислорода в воде.
Исследование, опубликованное в августовском номере журнала Green Chemistry, описывает доказательство принципа, но исследователи проверяют, насколько эффективно их метод устраняет такие эндокринные загрязнители воды, как фенолы, пестициды, антибиотики, гормоны и фталаты.«Эти молекулы являются загрязнителями, которые очень устойчивы к традиционным процессам очистки воды, и мы считаем, что наши биокомпозитные материалы могут быть вариантом их удаления из сточных вод», — сказала соавтор исследования Марианни Комбариза, исследователь из Колумбийского университета Universidad Industrial de. Сантандер.
В исследовании используются наноразмерные полости, обнаруженные в целлюлозе, которые соавтор Хуан Хинестроза, доцент кафедры науки о волокнах Корнелла, ранее использовал для производства наночастиц внутри хлопковых волокон.В документе описывается метод: волокна колумбийского искусственного растения, обычно используемые для изготовления пакетов для кофе, погружаются в раствор перманганата натрия и затем обрабатываются ультразвуком; в результате молекулы оксида марганца растут в крошечных полостях целлюлозы. Оксиды марганца в волокнах вступают в реакцию с красителями и превращают их в неокрашенные формы.В ходе исследования обработанные волокна удалили 99 процентов красителя из воды в течение нескольких минут.
Кроме того, одни и те же волокна можно использовать повторно — после восьми циклов волокна все еще удаляют от 97 до 99 процентов красителя.«Для синтеза биокомпозита не требуются дорогие или особые исходные материалы», — сказал Комбариза. «Синтез может быть выполнен в базовой химической лаборатории».
«Это первое доказательство эффективности этой простой техники», — сказал Хинестроза. «В нем используется химия на водной основе, и его легко применить в реальных ситуациях».Исследователи тестируют свой процесс на других типах загрязнителей, других волокнах и композитных материалах. «Сейчас мы работаем над разработкой прототипа недорогой фильтрующей установки для очистки загрязненных вод», — сказал Комбариза. «Мы не только сосредоточены на оксидах марганца, мы также работаем над различными материалами на основе оксидов переходных металлов, которые проявляют исключительную способность к разложению».