Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Physics of Metals and Metallography.
Theo các nhà khoa học từ Đại học Liên bang Baltic, thuốc nhuộm hữu cơ tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong các ngành thực phẩm, dệt may và dược phẩm thường phân hủy rất chậm, bền vững trong môi trường và không bị phân hủy sinh học hoàn toàn bằng các phương pháp xử lý nước thải thông thường. Theo các tổ chức môi trường toàn cầu, chỉ riêng các công ty trong ngành dệt may thải ra từ 70.000 đến 200.000 tấn thuốc nhuộm vào các nguồn nước mỗi năm. Nhà nghiên cứu Vitaly Salnikov từ Phòng thí nghiệm Nano và Vi từ học của IKBFU nhấn mạnh rằng, con số này tương đương với trọng lượng của vài trăm máy bay chở khách.
"Các phương pháp làm sạch hiện có (sinh học, hóa học, hấp phụ) hoặc là đắt tiền, không hiệu quả ở nồng độ thuốc nhuộm cao, hoặc tự tạo ra chất thải thứ cấp. Than hoạt tính, chất hấp phụ phổ biến nhất trong công nghiệp, hấp thụ thuốc nhuộm với hiệu quả trung bình và đòi hỏi quá trình tái tạo hoặc xử lý phức tạp", chuyên gia giải thích.
Các nhà khoa học từ Đại học Liên bang Baltic Immanuel Kant đã tạo ra một vật liệu mới có khả năng hấp thụ 645 mg/g. Khả năng cao này (cao hơn 10-100 lần so với các vật liệu tương tự) là do sự kết hợp các đặc tính của ba thành phần, mà các nhà nghiên cứu gọi là hiệu ứng hiệp đồng: kết quả của "đội" lớn hơn nhiều so với khả năng của từng "thành viên" riêng lẻ.
"Vật liệu mới bao gồm oxit sắt từ, canxi cacbonat (một loại khoáng chất tự nhiên giống như đá phấn có cấu trúc tự nhiên rất xốp, mềm và thường tạo ra bề mặt xốp, phân nhánh), và một loại polyme đặc biệt—axit polyacrylic (liên kết cấu trúc và bổ sung thêm các 'bẫy' cho các phân tử thuốc nhuộm). Kết quả là, chất hấp phụ mới này hiệu quả hơn than hoạt tính gấp 10 lần và hiệu quả hơn canxi cacbonat nguyên chất gấp 129 lần", nhà khoa học Salnikov cho biết.
Việc bổ sung thành phần từ tính giúp dễ dàng chiết xuất chất hấp phụ bão hòa thuốc nhuộm ra khỏi nước. Theo các tác giả, giai đoạn tách—tách chất hấp phụ ra khỏi nước đã được tinh chế—theo truyền thống là một trong những giai đoạn tốn kém nhất trong chu trình xử lý. Việc sử dụng từ trường (công nghệ tách từ) thay vì lọc hoặc ly tâm giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng ở giai đoạn này.
Các nhà khoa học đã thử nghiệm tính hiệu quả của phương pháp mới này bằng cách sử dụng xanh methylen, một loại thuốc nhuộm được dùng để tạo màu xanh dương/lục mạnh cho len, bông và lụa. Trong tương lai gần, các nhà khoa học sẽ khám phá tiềm năng của vật liệu mới này trong việc chiết xuất các loại thuốc nhuộm hữu cơ khác từ nước thải.
Dự án nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Nga (mã số tài trợ 25-72-30009).