Vattenbehandling
Nanoteknik kan användas för att behandla och rena vatten, t.ex. vid framställningen av sötvatten ur havsvatten, för att förebygga miljöföroreningar och skapa saneringstekniker för att minska föroreningar i luft och mark.
Även om tillämpningen av konstruerade nanomaterial i samband med vattenbehandling för närvarande främst begränsas till deras användning som adsorbenter, filter, desinfektionsmedel och reaktiva medel, uppvisar de allt mer lovande resultat för fullskalig vattenbehandling och miljösanering.
Ett exempel på nanomaterialens potential på detta område är utvecklingen av nollvalent järn i nanostorlek. Detta material kan användas för att behandla grundvatten och farligt avfall. Användningen av konstruerade nanomaterial för miljösanering började när forskare upptäckte att en liten mängd järnpartiklar i nanostorlek kan avlägsna grundvattenföroreningar som polyklorerad bifenyl (PCB), som är känt för att vara giftigt för både människor och miljön och troligen orsakar cancer. Nanopartiklar av järn som nollvalent järn i nanostorlek befanns också vara effektiva vid behandlingen av många olika vattenföroreningar, såsom bekämpningsmedel, flamskyddsmedel, antibiotika, krom, arsenik och tungmetaller.
Ett nanomaterial som nollvalent järn i nanostorlek har många egenskaper som gör det till en idealisk adsorbent för tungmetaller i förorenat vatten, bland annat
- en stor relativ yta och liten storlek,
- hög reaktivitet,
- förmåga att isolera tungmetaller,
- förmåga till snabb verkan,
- god metallbindande förmåga, och
- strukturella kännetecken som möjliggör regenerering och återanvändning av nanomaterialet.
Exempel: Borttagning av arsenik från vatten
Arsenik är en giftig halvmetall som har kopplats till ett antal cancerformer, liksom till andra hälsoproblem. Förorening av grundvattnet genom arsenik sker naturligt och har rapporterats i många länder, såsom Argentina, Bangladesh, Chile, Kina, Indien, Taiwan, Thailand samt i vissa EU-länder och Förenta staterna. Arsenik kan tränga ner i grundvattnet på många sätt, t.ex. genom naturliga avlagringar, gruvdrift, jordbruk eller industriell verksamhet.
Att ta bort arsenik och andra liknande föroreningar från vatten har varit särskilt viktigt för forskarsamhället. Användning av nanoadsorbenter för att avlägsna arsenik från förorenat grundvatten har uppvisat mycket lovande resultat de senaste åren.