Materials antibacterians d'òxid de zinc nano per a la purificació d'aigua

En els sistemes de contacte-d'aigua, el principal repte sovint no és només l'eliminació de partícules, sinócontrol microbià dins dels components humits. Els filtres, les carcasses, els dipòsits, els equips de neteja i els sistemes de circulació poden convertir-se en llocs on s'acumulen bacteris, olors i biofilm amb el pas del temps. Les nanopartícules d'òxid de zinc s'estudien àmpliament per a l'ús d'antimicrobians, i les revisions assenyalen el seu potencial en aplicacions relacionades amb la purificació d'aigua i les aigües residuals-.

 

Els sistemes d'aigua creen un ambient especial: la humitat és sempre present, la neteja és intermitent i algunes parts internes són difícils d'assecar completament. En aquestes condicions, el creixement microbià pot afectar l'olor, la higiene i el rendiment-a llarg termini. Per aquest motiu, els materials antimicrobians sovint s'utilitzen no com a substitut de la filtració, sinó com acapa de suport a nivell-materialper a productes d'aigua-contacteu. Les revisions sobre sistemes de nanopartícules de ZnO descriuen la purificació d'aigua com una de les seves direccions d'aplicació importants.

 

Els objectius típics inclouen:

• cartutxos de filtre purificador
• components antibacterians de la rentadora
• sistemes de circulació d'aigua
• parts de contacte amb aigües residuals
• equips de neteja amb dipòsits d'aigua

El nanoòxid de zinc és atractiu perquè es combinaestabilitat inorgànicaambàmplia activitat antimicrobiana. A la literatura, les nanopartícules de ZnO es descriuen com a actives contra una àmplia gamma de microbis, i la seva mida reduïda de partícules augmenta la reactivitat superficial i la interacció amb els microorganismes.

Per a aplicacions-de contacte amb aigua, el material és útil perquè pot:

• funcionen com a part d'un sistema compost o grànul
• toleren millor els ambients humits que molts tractaments{0}}només de superfície
• Admet el control-antimicrobià a llarg termini a les zones de contacte

El mecanisme tècnic es descriu normalment com una combinació de:

• generació d'espècies reactives d'oxigen, o ROS
• alliberament d'ions de zinc
• interacció directa amb les membranes microbianes

Aquestes vies poden danyar l'estructura cel·lular, suprimir el creixement i reduir la formació de biofilm. Els estudis de nanopartícules de ZnO també informen que la llum pot millorar l'activitat antibacteriana fotocatalítica en alguns sistemes, una de les raons per les quals es considera que el ZnO és prometedor per a materials relacionats amb la desinfecció-de propera generació-.

 

En productes pràctics, els materials antibacterians d'òxid de zinc nano no s'utilitzen normalment com a pols solta al corrent d'aigua. S'incorporen més sovint en aestructura de grànuls, cartutx, farciment o portadorperquè el material es mantingui al seu lloc i funcioni de manera controlada.

Els formats habituals inclouen:

• grànuls antibacterians porosos
• filtre-emplenament de suports
• additius de cartutxos
• farciments de components de contacte-aigua
• inseriu-mòduls de tractament de tipus

Aquest enfocament ajuda a que la funció antibacteriana es mantingui localitzada on és més probable que es produeixi el creixement microbià.

 

A partir de les notes tècniques subministrades, els principals escenaris d'aplicació són:

• Components del purificador d'aigua i del filtre-d'aigua potable
• caixes antibacterianes per a rentadora
• dipòsits de recollida d'aigües residuals
• equips de neteja de dipòsits d'aigua
• sistemes de circulació on es pugui formar aigua estancada

Aquests casos d'ús comparteixen el mateix requisit bàsic:un ambient humit amb contacte repetit i assecat limitat.

A l'hora de seleccionar un material per a la purificació d'aigua o per a l'ús de l'aigua{0}}contacte, les preguntes importants són pràctiques més que promocionals:

• El material es manté estable a l'aigua?
• Manté la seva funció al llarg del temps?
• Afecta el gust, l'olor o l'aspecte de l'aigua?
• L'estructura del transportista és adequada per al disseny de l'equip?
• S'adapta al cicle de neteja i substitució del producte?

A la informació del producte subministrada, l'èmfasi es posa en l'activitat antimicrobiana àmplia, el rendiment anti-mildiu i el comportament estable en entorns humits. Per a un ús real d'enginyeria, aquestes afirmacions s'han de comprovar amb la química específica de l'aigua, el cabal i la vida útil del dispositiu final.

Els materials per a les aplicacions-de contacte amb l'aigua s'han d'emmagatzemar a:

• un lloc sec i ventilat
• embalatge segellat
• condicions de baixa humitat
• lluny dels àcids forts, àlcalis i la llum solar directa

Això és important perquè la humitat i la contaminació poden reduir l'estabilitat de l'emmagatzematge fins i tot abans que s'instal·li el material.

Els materials antibacterians d'òxid de zinc nano són més útils en la purificació d'aigua quan es tracten commaterials de contacte funcionals, no com un additiu antimicrobià solt. El seu valor rau en combinar l'acció antimicrobiana, l'estabilitat inorgànica i la compatibilitat amb entorns d'ús humit-. Les revisions de nanopartícules de ZnO avalen la seva rellevància en els sistemes relacionats amb la purificació i desinfecció de l'aigua-, especialment quan el control microbià i el rendiment durador són importants.