Salute e malattia
Coprendo un ampio spettro di scienza, la nanotecnologia è definita dalle dimensioni minute (nanoscala) dei materiali coinvolti nei suoi studi e processi. Un nanometro equivale a un milionesimo di millimetro. In contrasto con i materiali che operano a macro- o microscala, gli stessi materiali a nanoscala mostrano proprietà fisiche diverse e possono essere usati per controllare l'inquinamento, secondo la Science and Development Network.
Le membrane di nanofiltrazione sono una tecnologia ampiamente usata che non solo tratta e addolcisce l'acqua contaminata ma estrae anche sali e altri inquinanti. Le minuscole membrane formano una barriera fisica, intrappolando particelle troppo grandi per passare attraverso i loro pori. Nuovi tipi di materiali nanoporosi superano i filtri tradizionali. Uno studio sudafricano ha proposto che l'acqua salmastra sotterranea può essere trasformata in acqua potabile attraverso l'uso di membrane di nanofiltrazione. I filtri a nanotubi di carbonio sono migliori nell'eliminare virus e batteri rispetto alle controparti convenzionali, riporta la Science and Development Network.
A causa delle loro dimensioni estremamente piccole eppure della superficie maggiore rispetto alle particelle bulk, i nanocatalizzatori mostrano proprietà catalitiche migliorate e possono purificare l'acqua contaminata. A differenza dello spostare semplicemente gli inquinanti in un'altra posizione, i nanocatalizzatori sono in grado di scomporre chimicamente gli inquinanti. Per i paesi in via di sviluppo che lottano con tecnologie inefficienti o non possono permettersi tecnologie costose, i nanocatalizzatori offrono un'alternativa efficace al trattamento dell'acqua. Negli ultimi 10 anni, gli scienziati hanno scoperto che le nanoparticelle di biossido di titanio (TiO2) possono essere usate come catalizzatori per inquinanti sia organici che inorganici. Per esempio, le nanoparticelle di biossido di titanio, quando esposte alla luce ultravioletta, possono rimuovere rifiuti organici dall'acqua, riporta la UCLA School of Public Health.
In contrasto con le nanoparticelle non magnetiche, le nanoparticelle magnetiche non solo si legano con le sostanze chimiche ma possono essere rimosse dall'acqua impiegando un campo magnetico. Per esempio, nella sanificazione dell'acqua, le nanoparticelle magnetiche si legheranno con olio o arsenico. I composti risultanti vengono poi estratti con un magnete. In alcuni processi, queste stesse nanoparticelle possono essere separate dai composti nocivi dopo il trattamento dell'acqua e riciclate. Per esempio, gli scienziati della Rice University stanno usando la "nanoruggine" magnetica per estrarre arsenico dall'acqua, riporta la Science Development Network. Poiché la nanoruggine ha una superficie così grande, può rimuovere 100 volte più arsenico dei materiali comparabili.
Oltre alla sanificazione dell'acqua, le nanoparticelle vengono usate per rilevare contaminanti nell'acqua. Combinando micro e nanofabbricazione, gli scienziati hanno sviluppato sensori minuscoli, precisi e facilmente trasportabili che possono rilevare materiali biochimici o chimici unicellulari nell'acqua. Gli scienziati della Pennsylvania State University stanno impiegando nanofili su un chip di silicio per distinguere l'arsenico nell'acqua, riporta la Science Development Network.
Nel 2007, la Royal Society ha assegnato agli sviluppatori di una tecnologia di controllo dell'inquinamento che impiega nanofibre per intrappolare la CO2 il Brian Mercer Award for Innovation, secondo Nanowerk News. Le fibre nanoporose consistono di pori minuti e materiali che catturano e rimuovono idrocarburi e altri gas serra dal flusso d'aria in un ampio spettro di processi industriali.
Salute ambientale