Fonte Cardiff University

Un disinfettante per l'acqua creato sul posto usando solo idrogeno e l'aria che ci circonda è milioni di volte più efficace nell'uccidere virus e batteri rispetto ai metodi commerciali tradizionali, secondo gli scienziati dell'Università di Cardiff.

Segnalando i loro risultati oggi nella rivista Nature Catalysis, il team dice che i risultati potrebbero rivoluzionare le tecnologie di disinfezione dell'acqua e presentare un'opportunità senza precedenti per fornire acqua pulita alle comunità che ne hanno più bisogno.

Il loro nuovo metodo funziona utilizzando un catalizzatore fatto di oro e palladio che prende idrogeno e ossigeno per formare perossido di idrogeno - un disinfettante comunemente usato che è attualmente prodotto su scala industriale.

Più di quattro milioni di tonnellate di perossido di idrogeno sono prodotte nelle fabbriche ogni anno, dove viene poi trasportato nei luoghi in cui viene utilizzato e conservato. Questo significa che spesso vengono aggiunte sostanze chimiche stabilizzanti alle soluzioni durante il processo di produzione per fermarne la degradazione, ma queste riducono la sua efficacia come disinfettante.

Un altro approccio comune alla disinfezione dell'acqua è l'aggiunta di cloro; tuttavia, è stato dimostrato che il cloro può reagire con i composti presenti naturalmente nell'acqua per formare composti che, in dosi elevate, possono essere tossici per gli esseri umani.

La capacità di essere in grado di produrre perossido di idrogeno al punto di utilizzo supererebbe sia l'efficacia che i problemi di sicurezza attualmente associati ai metodi commerciali.

Nel loro studio, il team ha testato l'efficacia di disinfezione del perossido di idrogeno disponibile in commercio e del cloro rispetto al loro nuovo metodo catalitico.

Ognuno è stato testato per la sua capacità di uccidere Escherichia coli in condizioni identiche, seguito da un'analisi successiva per determinare i processi con cui i batteri sono stati uccisi utilizzando ogni metodo.

Il team ha dimostrato che mentre il catalizzatore riuniva l'idrogeno e l'ossigeno per formare il perossido di idrogeno, produceva contemporaneamente una serie di composti altamente reattivi, noti come specie reattive dell'ossigeno (ROS), che il team ha dimostrato essere responsabili dell'effetto antibatterico e antivirale, e non del perossido di idrogeno stesso.

Il metodo basato sul catalizzatore ha dimostrato di essere 10.000.000 volte più potente nell'uccidere i batteri rispetto a una quantità equivalente di perossido di idrogeno industriale, e oltre 100.000.000 volte più efficace della clorazione, in condizioni equivalenti.

Oltre a questo, il metodo basato sul catalizzatore ha dimostrato di essere più efficace nell'uccidere i batteri e i virus in un tempo più breve rispetto agli altri due composti.

Si stima che circa 785 milioni di persone non hanno accesso all'acqua e 2,7 miliardi sperimentano la scarsità d'acqua almeno un mese all'anno.

Oltre a questo, l'inadeguatezza dei servizi igienici - un problema per circa 2,4 miliardi di persone in tutto il mondo - può portare a malattie diarroiche mortali, tra cui il colera e la febbre tifoidea, e altre malattie trasmesse dall'acqua.

Il co-autore dello studio, il professor Graham Hutchings, Professore Regio di Chimica presso il Cardiff Catalysis Institute, ha detto: "L'attività battericida e virucida significativamente migliorata raggiunta quando si fa reagire l'idrogeno e l'ossigeno usando il nostro catalizzatore, piuttosto che usare il perossido di idrogeno commerciale o la clorazione, mostra il potenziale per rivoluzionare le tecnologie di disinfezione dell'acqua in tutto il mondo.

"Abbiamo ora un processo comprovato in una sola fase in cui, oltre al catalizzatore, gli input di acqua contaminata e l'elettricità sono gli unici requisiti per ottenere la disinfezione.

"Questo processo presenta l'opportunità di disinfettare rapidamente l'acqua in tempi in cui i metodi convenzionali sono inefficaci, impedendo anche la formazione di composti pericolosi e biofilm, che possono aiutare batteri e virus a prosperare.