铁锈，或者至少是其成分之一，可能会为孟加拉国的 6 千万人带来缓解。据报道，他们面临着因饮用水中的砷而导致谵妄、胃痛、角化过度和死亡的风险，这些饮用水来自恒河盆地的水井。人们曾经认为，净化水需要一个广泛而昂贵的过程，包括水泵和大量电力。莱斯大学的研究人员现在开发了一种小规模、廉价且无需能源的过程来净化井水，他们在明天出版的《科学》杂志上报告了这一成果。
新的水净化方法利用了磁铁矿纳米粒子，磁铁矿是一种具有众所周知的磁性的氧化铁。与过滤等工艺相比，涉及磁性的分离通常更有效且成本更低，尽管在溶液中引导 16 纳米宽的磁铁矿粒子时通常需要强磁场。然而，当莱斯大学的研究小组试图去除混合在水中的均匀氧化铁纳米粒子时，他们发现他们可以用手持磁铁而不是电磁铁来移动纳米粒子。“事实证明，纳米粒子实际上彼此施加力，”该论文的合著者物理学家道格·内特尔森说。“一旦手持磁铁开始轻轻拉动一些纳米粒子并使其开始运动，纳米粒子就会有效地协同工作，将自己从水中拉出来。”
当磁铁放置在纳米粒子上方时，纳米粒子的行为类似于铁屑，本质上是以团聚的方式响应拉动它们的力。这种团聚避免了使用这些微小实体的一个普遍存在的大问题。“小颗粒很棒——高表面积、高接触、颗粒之间吸取物质的扩散时间短。问题是，我如何把这些东西弄出来？”范德比尔特大学的化学工程师保罗·E·莱比尼斯解释道。通常，非磁性粒子需要昂贵的工艺，如离心。当涉及磁性粒子时，这些工艺变得更容易。“通过使这些粒子聚集，”莱比尼斯说，“过滤掉这些东西所需的磁场变得合理。”
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莱斯大学的研究小组由维姬·科尔文领导，他们知道砷与氧化铁结合力很强，因此将注意力转向了受砷污染的水。该小组使用仅 12 纳米宽的磁铁矿颗粒（比病毒还小），将两升砷溶液（砷含量是饮用水允许含量的 50 倍）净化到略高于环境保护署最大污染物水平的水平。他们现在正试图扩大规模——用可以从铁锈和橄榄油中获得的氧化铁纳米粒子代替昂贵的磁铁矿，以便它在发展中国家有用。“我们认为这项技术可以适应 50 到 100 升的批量模式，”科尔文说，“大约相当于饮水机的大小。”对于磁铁，她解释说，该过程可能需要“比冰箱磁铁更强的磁铁，但在硬盘磁铁的范围内”。
鉴于此过程的批处理性质，发展中国家的家庭不太可能配备直接安装在水龙头上的过滤器，但通过水箱装载获得无毒的水仍然是朝着正确方向迈出的一步。