Целевым загрязнителем в исследовании стало вещество 4-нитрофенол (4-NP) — химическое соединение, широко используемое при производстве пестицидов, красителей и фармацевтических препаратов. Оно легко растворяется в воде и устойчиво к разложению, поэтому способно накапливаться в реках и озёрах. Длительный контакт с этим веществом связывают с поражением нервной системы, печени и почек как у животных, так и у человека.
Существующие методы очистки воды от подобных соединений зачастую дороги, энергоёмки или сами производят опасные побочные продукты. Сингапурская команда поставила задачу найти более простое и экологичное решение.
Корки граната, собранные на местных рынках, разогревали до 600 градусов Цельсия в бескислородной среде — так получали биочар, богатый углеродом материал. Затем его размалывали в наночастицы с помощью механического воздействия и ультразвука. Весь процесс обошёлся без агрессивных химических активаторов, типичных для аналогичных технологий.
Уменьшение частиц до наноразмера значительно увеличило площадь рабочей поверхности материала и число активных центров, к которым прикрепляются загрязнители. В лабораторных тестах нанобиочар удалил более 94% загрязнителя из воды всего за 90 минут. После промывки раствором гидроксида натрия материал можно использовать повторно: даже после трёх циклов он сохранял эффективность на уровне около 86%.
Сейчас команда тестирует материал на реальных промышленных сточных водах, содержащих более сложные смеси загрязняющих веществ. Исследователи рассчитывают, что технология в перспективе предложит недорогой и экологически безопасный способ очистки воды, одновременно сокращая объём пищевых отходов.
