Gel con nanoparticelle d'argento disinfetta l'acqua con una sola spremuta

Dopo i disastri naturali, specialmente quando si sono verificati inondazioni, l'acqua potabile potrebbe non essere prontamente disponibile. Ora i ricercatori hanno sviluppato un materiale economico e leggero in grado di disinfettare l'acqua in soli cinque minuti.

Quando immerso in acqua contaminata da batteri patogeni, il gel spugnoso assorbe l'acqua e uccide organismi nocivi in pochi secondi. Spremendo il gel rilascia acqua potabile e il materiale torna alla sua forma originale.

annuncio pubblicitario

I poteri di uccisione dei batteri della nuova sostanza, descritti nella rivista Environmental Science & Technology, dipendono da frammenti di argento molto piccoli, noti come nanoparticelle, incorporati nel pori del gel.

Le nanoparticelle d'argento sono già ampiamente utilizzate nei prodotti di consumo per le loro proprietà antibatteriche. Secondo l'Environmental Protection Agency (EPA), questo include dentifricio, deodorante, integratori alimentari, abbigliamento e giocattoli per bambini.

Gel ideale per il soccorso in caso di calamità d'argento

L'incorporazione di materiali con nanoparticelle d'argento non è una nuova tecnica, ma i ricercatori di Singapore e degli Stati Uniti hanno trovato una nuova struttura di supporto, chiamata poli (acrilato di sodio) - particolarmente indicato per la depurazione delle acque in aree disastrate.

"Gli acrilati di sodio sono aerogel e assorbono acqua molte volte più del loro peso", dice Anil K. Karumuri, uno studente Ph. D. in Scienza dei Materiali e Nanotecnologie presso la Wright State University di Dayton, Ohio.

Oltre ad essere abbastanza leggero da cadere da un aereo - un chiaro vantaggio quando si rifornivano di zone disastrate difficili da raggiungere - i test in laboratorio hanno dimostrato che un cilindro da 3 pollici di lunghezza questo gel argentato può assorbire e purificare mezzo litro d'acqua con una sola spremuta.

Pubblicità Pubblicità

Il gel, che può essere consegnato in una custodia tascabile, può anche essere riutilizzato più di 20 volte senza perdere i suoi poteri di uccisione dei batteri. Inoltre, i ricercatori stimano che un gel di dimensioni personali potrebbe essere fatto per meno di 50 centesimi.

Superare gli ostacoli all'acqua pulita

Durante una calamità naturale, le inondazioni possono scaricare nella rete idrica i liquami e gli scarti di bestiame. Questi rifiuti sono pieni di batteri come Escherichia coli che possono causare diarrea, dolore addominale e febbre. Nei casi più gravi, l'infezione batterica può portare a disidratazione o insufficienza renale.

Per verificare se i gel potessero funzionare su acque di piena contaminate, i ricercatori hanno testato il nuovo materiale su acqua allacciata con due tipi di batteri potenzialmente dannosi: E. coli e Bacillus subtilis. Dopo 15 secondi, i livelli dei batteri sono stati ridotti a 0.1 percento del campione originale. Questo è sceso a un milionesimo quando il tempo di attesa è stato aumentato a cinque minuti.

Un'altra sfida era quella di mantenere le nanoparticelle d'argento attaccate al gel. In alcuni prodotti di consumo, le nanoparticelle filtrano dal materiale e possono essere ingerite dalle persone, con effetti sulla salute sconosciuti. Uno studio del PLoS ONE del 2013 ha rilevato che minuscoli pezzi di argento di questi prodotti possono anche influire negativamente sull'ambiente.

Nel nuovo materiale, le nanoparticelle d'argento si aggrappano più strettamente al gel, tenendole al sicuro fuori dall'acqua potabile. "I loro dispositivi hanno mostrato una quantità minima di contenuto di argento nell'argento trattato dell'OMS - quantità accettabile per la perdita - accettabile per l'argento, anche dopo un uso prolungato", afferma Karumuri.

Mentre il gel ha funzionato bene in laboratorio, deve ancora essere testato più ampiamente per assicurarsi che possa uccidere i tipi di agenti patogeni - batteri, virus e parassiti - che tipicamente contaminano le fonti d'acqua durante i disastri naturali. Il team di ricerca sta già pianificando un test sul campo in Myanmar.

Pubblicità Pubblicità

Altri modi per pulire l'acqua contaminata

Questo nuovo gel non è l'unico prodotto in via di sviluppo per disinfettare l'acqua con le nanoparticelle d'argento. Karumuri e colleghi della Wright State University hanno usato un metodo simile per coltivare nanoparticelle d'argento su un materiale simile alla schiuma di strutture porose in carbonio. "Queste schiume sono più leggere e relativamente più resistenti", afferma Karumuri. Consentono inoltre di aggiungere calore ed elettricità, migliorando l'effetto antibiotico delle particelle d'argento.

La loro ricerca è presentata in un articolo del 2013 nella rivista Materiali Lettere.

Potrebbe volerci un po 'di tempo prima che uno o l'altro di questi trattamenti idrici con argento possa essere utilizzato dopo un disastro. Fino a quando non sono pronti, è importante giocare sul sicuro quando si tratta di bere acqua.

Oltre a fare scorta di acqua in bottiglia prima di un'emergenza, i Centers for Disease Control and Prevention suggeriscono che le persone usano uno di questi metodi collaudati per disinfettare l'acqua potabile:

Far bollire l'acqua per almeno uno minuto (tre ad altitudini più elevate).
Aggiungi un disinfettante come candeggina a base di cloro, iodio o compresse di biossido di cloro.
Filtrare l'acqua utilizzando un filtro dell'acqua certificato.