La nouvelle technologie peut filtrer l'eau potable 100 fois plus rapidement que la technologie actuelle. Crédit:Photo gratuite - creative commons sous licence pour un usage commercial, aucune attribution requise
Des chercheurs australiens ont conçu un nanofiltre rapide qui peut nettoyer l'eau sale plus de 100 fois plus rapidement que la technologie actuelle.
Simple à réaliser et simple à mettre à l'échelle, la technologie exploite les nanostructures naturelles qui se développent sur les métaux liquides.
Les chercheurs de l'Université RMIT et de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) à l'origine de l'innovation ont montré qu'elle peut filtrer à la fois les métaux lourds et les huiles de l'eau à une vitesse extraordinaire.
Le chercheur du RMIT, le Dr Ali Zavabeti, a déclaré que la contamination de l'eau reste un défi important dans le monde :1 personne sur 9 n'a pas d'eau potable près de chez elle.
« La contamination par les métaux lourds cause de graves problèmes de santé et les enfants sont particulièrement vulnérables, " a déclaré Zavabeti.
"Notre nouveau nano-filtre est durable, écologique, évolutif et à faible coût.
"Nous avons montré que cela fonctionne pour éliminer le plomb et le pétrole de l'eau, mais nous savons également qu'il a le potentiel de cibler d'autres contaminants courants.
"Des recherches antérieures ont déjà montré que les matériaux que nous utilisions sont efficaces pour absorber les contaminants comme le mercure, sulfates et phosphates.
"Avec un développement ultérieur et un soutien commercial, ce nouveau nano-filtre pourrait être une solution bon marché et ultra-rapide au problème de l'eau sale."
Une gouttelette de métal liquide avec des flocons de composés d'oxyde d'aluminium cultivés à sa surface. Chaque flocon de 0,03 mm est composé d'environ 20, 000 nano-feuilles empilées. Crédit :Université RMIT
Le procédé de chimie des métaux liquides développé par les chercheurs a des applications potentielles dans un large éventail d'industries, notamment l'électronique, membranes, optique et catalyse.
« La technique est potentiellement d'une valeur industrielle importante, puisqu'il peut être facilement mis à l'échelle, le métal liquide peut être réutilisé, et le procédé ne nécessite que des temps de réaction courts et des températures basses, " a déclaré Zavabeti.
Chef de projet Professeur Kourosh Kalantar-zadeh, Professeur honoraire au RMIT, Lauréat du Conseil australien de la recherche et professeur de génie chimique à l'UNSW, ladite chimie du métal liquide utilisée dans le procédé a permis la croissance de nanostructures de formes différentes, soit sous forme de feuilles atomiquement minces utilisées pour le nano-filtre, soit sous forme de structures nano-fibreuses.
"La culture de ces matériaux de manière conventionnelle est gourmande en énergie, nécessite des températures élevées, des temps de traitement longs et utilise des métaux toxiques. La chimie des métaux liquides évite tous ces problèmes, c'est donc une excellente alternative."
Comment ça fonctionne
La technologie révolutionnaire est durable, écologique, évolutif et à faible coût.
Les chercheurs ont créé un alliage en combinant des métaux liquides à base de gallium avec de l'aluminium.
Lorsque cet alliage est exposé à l'eau, des feuilles nano-fines de composés d'oxyde d'aluminium se développent naturellement à la surface.
Ces couches atomiquement minces—100, 000 fois plus fin qu'un cheveu humain - empiler de manière froissée, ce qui les rend très poreux.
Image au microscope de nano-feuilles, grossie sur 11, 900 fois. Crédit :Université RMIT
Cela permet à l'eau de passer rapidement tandis que les composés d'oxyde d'aluminium absorbent les contaminants.
Des expériences ont montré que le nano-filtre composé de feuilles atomiquement minces empilées était efficace pour éliminer le plomb de l'eau qui avait été contaminée à des niveaux de consommation plus de 13 fois sans danger, et était très efficace pour séparer l'huile de l'eau.
Le procédé ne génère aucun déchet et ne nécessite que de l'aluminium et de l'eau, avec les métaux liquides réutilisés pour chaque nouveau lot de nano-structures.
La méthode développée par les chercheurs peut être utilisée pour faire croître des matériaux nanostructurés sous forme de feuilles ultrafines et également sous forme de nanofibres.
Ces différentes formes ont des caractéristiques différentes :les feuilles ultrafines utilisées dans les expériences de nanofiltre ont une rigidité mécanique élevée, tandis que les nano-fibres sont très translucides.
La possibilité de faire pousser des matériaux avec des caractéristiques différentes offre des opportunités d'adapter les formes pour améliorer leurs différentes propriétés pour des applications en électronique, membranes, optique et catalyse.
La recherche est financée par l'Australian Research Council Center for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET).
Les résultats sont publiés dans la revue Matériaux fonctionnels avancés .
