KTH:s material renar vatten från tungmetaller – gång på gång

2021-05-09 07:45  

Med långkok i mikrovågsugnar har forskare vid KTH skapat en gel som renar vatten. Den kan absorbera allt från tungmetaller till textilfärger och antibiotika.

KTH har samarbetet med Politecnico di Torino i Italien kring utvecklingen av en hydrogel som effektivt absorberar vatten och fångar in föroreningar. Den är samtidigt så stabil att den kan användas flera gånger, efter en rengöring.

Det behövs dock mer forskning innan eventuella man vet vilka industriella tillämpningsområden som finns.

Gelen kan tillverkas av lignocellulosa eller annat växtmaterial – där ingår cellulosagummi som bland annat används som förtjockningsmedel i glass. Blandningen innehåller också små prickar i form av kolbitar framställda av biomassa.

– Vi har jobbat med en hydrogel som har en negativ laddning och den kan rensa bort både metaller och organiska ämnen som har motsatta laddningar. Sedan kan hydrogelen ju också ta bort en del andra neutrala organiska ämnen. Vi har bland annat testat på textilfärger, säger Minna Hakkarainen, professor och chef på avdelningen för Polymerteknologi vid KTH.

”En mycket miljövänligare process”

Kolprickarna kan också bidra till interaktioner med läkemedel, som antibiotika, och andra aromatiska ämnen. På grund av sin absorptionsförmåga används ofta grafenoxid i hydrogeler, men till kostnad av en påtaglig miljöpåverkan. KTH:s ersättare är kolflingor som skapas av en biprodukt från trämassa.

Läs mer: Solpaneler på kraftverksdammar kan täcka en stor del av elbehovet

Lignosulfonat placeras i vatten och värms sedan till 240 grader i två timmar i en kommersiell mikrovågsugn för laborativt arbete. Materialet värms i stängda kärl i form av teflon-vialer, och på grund av trycket i vialerna så kan man värma vatten och andra lösningsmedel till temperaturer som  är över deras vanliga kokpunkter. Det finns temperatursensorer i vialerna och forskarna kan programmera ugnen så att den anpassar effekten för att hålla temperaturen.

– Det är en mycket miljövänligare process att tillverka den här produkten än både grafen och grafenoxid. I produktionen på det traditionella viset ingår mycket hårda kemikalier och det är långa processer. Vi använder vatten och två starka syror, men i relativt utspädda lösningar jämfört med grafenoxidproduktion, där bland annat koncentrerad svavelsyra och andra starka kemikalier används, säger hon.

Den stora skillnaden mot vanlig grafenoxid är att KTH:s kolflingor är i nanoskala på alla ledder medan granfenoxid kan ha en tjocklek som mäter i nanometer men en “bredd” på flera mikrometer. 

Förutom att hydrogelen tillverkas från biobaserade råmaterial så härdas den med UV-ljus vid rumstemperatur. Kemiskt sett är det en väldigt mild process. Det öppnar också för utskrifter med 3d-skrivare som använder UV-härdning. Forskarna har publicerat en artikel om sitt arbete i Sustainable Materials and Technologies.

John Edgren

Mer om: KTH Forskning

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt