Una compressa di idrogel sviluppata dagli ingegneri dell’Università del Texas ad Austin può purificare un litro di acqua di fiume in un’ora o meno. CREDITO: L’Università del Texas ad Austin

Secondo alcune stime, fino a un terzo della popolazione mondiale  non ha accesso all’acqua potabile pulita e metà della popolazione  potrebbe vivere in aree  con carenza idrica entro il 2025. Trovare una soluzione a questo problema potrebbe salvare e migliorare la vita di milioni di persone ed è un’alta priorità tra scienziati e ingegneri di tutto il mondo.

Scienziati e ingegneri dell’Università del Texas ad Austin hanno creato una compressa di idrogel in grado di purificare rapidamente l’acqua contaminata. Una compressa può disinfettare un litro di acqua di fiume e renderla potabile in un’ora o meno.

“Il nostro idrogel multifunzionale può fare una grande differenza nel mitigare la scarsità d’acqua globale perché è facile da usare, altamente efficiente e potenzialmente scalabile fino alla produzione di massa”, ha affermato Guihua Yu, professore associato presso il Walker Department of Mechanical Engineering della Cockrell School of Engineering. e il Texas Materials Institute.

Yu e il suo team hanno recentemente pubblicato le loro scoperte sulla rivista  Advanced Materials .

Oggi, il modo principale per purificare l’acqua è bollirla o pastorizzarla. Ma questo richiede energia, oltre a molto tempo e lavoro. Questo non è pratico per le persone in alcune parti del mondo senza le risorse per questi processi.

Gli speciali idrogel generano perossido di idrogeno per neutralizzare i batteri con un tasso di efficienza superiore al 99,999%. Il perossido di idrogeno lavora con particelle di carbone attivo per attaccare i componenti cellulari essenziali dei batteri e interrompere il loro metabolismo.

Il processo non richiede input di energia e non crea sottoprodotti dannosi. Gli idrogel possono essere facilmente rimossi e non lasciano residui.

Oltre a purificare l’acqua da soli, gli idrogel potrebbero anche migliorare un processo che esiste da migliaia di anni: la distillazione solare, l’uso della luce solare per separare l’acqua dai contaminanti nocivi tramite la vaporizzazione.

I sistemi di distillazione solare spesso incorrono in problemi di biofouling, l’accumulo di microrganismi sulle apparecchiature che ne causa il malfunzionamento. Gli idrogel che uccidono i batteri possono impedire che ciò accada.

“Uno studente laureato altamente vigile, Youhong Guo, ha scoperto inaspettatamente questi idrogel mentre faceva qualcos’altro, ovvero la purificazione dell’acqua con la luce solare”, ha affermato Keith Johnston, professore del dipartimento di ingegneria chimica McKetta che ha co-diretto il progetto.

Il team sta lavorando per migliorare gli idrogel aumentando i diversi tipi di agenti patogeni e virus nell’acqua che possono neutralizzare. E il team sta anche commercializzando diversi prototipi.

Aumentare gli idrogel sarebbe semplice, dicono i ricercatori. I materiali per realizzarli sono poco costosi e i processi di sintesi sono semplici e rimangono tali su larga scala. E possono facilmente controllare la forma e le dimensioni degli idrogel, rendendoli flessibili per diversi tipi di utilizzo.

Youhong Guo, uno studente laureato nel laboratorio di Yu, è il primo autore del documento. Anche gli studenti laureati Christopher Dundas dell’ingegneria chimica e Xingyi Zhou dell’ingegneria meccanica facevano parte del team. La ricerca è stata supportata da sovvenzioni dell’Energy Institute di UT Austin e della Dreyfus Foundation. 

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