La novità introdotta dal team di Tohoku University consiste nell’attivare una via non radicalica, sfruttando ossigeno singoletto e trasferimenti elettronici diretti, che consente di indirizzare la reazione verso i soli inquinanti target. “Il nostro metodo supera i limiti degli AOP convenzionali, offrendo una depurazione selettiva e rapida, senza intaccare la matrice acquosa,” spiega il Prof. Hao Li.

Prestazioni senza precedenti e flessibilità operativa
I risultati sono notevoli: il sistema è in grado di rimuovere contaminanti comuni in meno di cinque minuti, con un tasso di abbattimento di 4,80 µmol g−1 s−1, mantenendo l’efficacia anche in presenza di variazioni di pH e materia organica. Un ulteriore punto di forza è la scalabilità: i catalizzatori possono essere facilmente integrati in membrane piatte o dispositivi a fibra cava, rendendo la tecnologia applicabile sia in impianti centralizzati che in soluzioni decentralizzate e portatili.

Questa adattabilità si riflette nelle recenti tendenze della ricerca internazionale. Ad esempio, uno studio dell’Università del Texas ha sviluppato un sistema di filtrazione idrica iniettabile basato su idrogel nanocellulosici, pensato proprio per il trattamento rapido e on-site di acque contaminate, in linea con l’approccio distribuito proposto dal gruppo giapponese.

Verso la sostenibilità e l’accessibilità globale
L’innovazione di Tohoku University si inserisce in un filone di ricerca che vede nei nanomateriali carboniosi, come i CNTs, una delle soluzioni più promettenti per la depurazione sostenibile delle acque. Studi recenti hanno evidenziato l’elevata efficienza, la selettività e la possibilità di rigenerazione di questi materiali, pur sottolineando la necessità di ridurne i costi e migliorarne la stabilità operativa.

Il gruppo di Hao Li sta già lavorando per potenziare la resistenza al fouling e la stabilità a lungo termine dei catalizzatori, oltre ad ampliare lo spettro di contaminanti trattabili, in particolare quelli organici elettron-deficienti. “L’obiettivo è rendere questa tecnologia accessibile e affidabile anche in contesti decentralizzati, come il trattamento di acque meteoriche o fluviali, riducendo la dipendenza da impianti centralizzati costosi e complessi,” aggiunge Li.

Implicazioni e prospettive future
La possibilità di trasportare e utilizzare catalizzatori solidi direttamente presso la fonte di contaminazione apre nuovi scenari per la gestione delle risorse idriche, soprattutto in aree remote o in situazioni di emergenza. Come evidenziato anche da una recente narrative review su interventi preventivi contro le malattie idrotrasmesse, l’efficacia delle soluzioni di trattamento puntuale è cruciale per la salute pubblica, in particolare nei contesti con infrastrutture carenti.

La pubblicazione dei dati chiave sulla Digital Catalysis Platform (DigCat) garantisce inoltre trasparenza e accessibilità alla comunità scientifica, favorendo la collaborazione e l’accelerazione dell’innovazione in questo settore strategico.

In sintesi, la ricerca sui catalizzatori a base di nanotubi di carbonio sonorizzati rappresenta una svolta concreta verso una depurazione dell’acqua più efficiente, selettiva e sostenibile, con potenziali ricadute positive sulla salute, sull’ambiente e sull’economia globale.