Одной из проблем, которая занимает работающих с нанопродуктами ученых, является вопрос утилизации наночастиц, поскольку значительная их часть может попадать в окружающую среду. Британским ученым удалось произвести детальное наблюдение за поведением различных наночастиц в сточных водах. В ходе эксперимента выяснилось, что наночастицы без покрытия остаются в дисперсном состоянии и уносятся потоком воды, тогда как наночастицы с покрытием, которые сейчас задействованы уже во многих продуктах, сцепляются с молекулами органики и образуют густую грязь, которая оседает на дно очистного бака.

Сферические наночастицы из кремния, имеющие в поперечнике не более нескольких десятков нанометров используются в косметике, механизмах, очистителях и даже в пище. Через очистные канализационные сооружения все они попадают в окружающую среду и, хотя нет данных, указывающих на то, что они несут природе прямую угрозу, дальнейший их путь неизвестен, так как мы не в состоянии отследить их.

Исследователи из британского центра экологии и гидрологии (CEH), а также Центра по изучению нейтронов (ISIS neutron source) предложили использовать для решения данной задачи использовать малоугловое рассеяние нейтронов – механизм, который используется для изучения широкого спектра наноструктур. Суть данной методики заключается в облучении объекта пучком нейтронов и последующем измерении интенсивности нейтронов на небольшом отклонении от пути пучка.

«Отследить наночастицы в сточной воде – проблема немаленькая», - заявляет физик Стив Кинг из центра «ISIS neutron source» – «Изучать воду под электронным микроскопом и искать там отдельную частицу – огромный труд. Светорассеяние затруднено внутренне мутностью. А вот метод малоуглового рассеяния нейтронов позволяет не только заметить объекты размерами до нескольких нанометров, но и измерить их концентрацию, размеры и форму.

В ходе практического эксперимента ученые воссоздали среду сточных вод на стадии прохода через очистную установку, включая грязь и бактерии и провели исследование, чтобы выяснить, будут ли кремниевые наночастицы плавать или тонуть в такой среде. Как выяснилось, наночастицы без покрытия остаются на поверхности воды, в то время как наночастицы с покрытием начинают взаимодействовать со средой сточной воды и формируют густую грязь. В то же время если помещать наночастицы обоих видов в чистую воду, то и те и другие остаются растворенными.

Для выяснения механизма быстрого скопления и осаждения наночастиц ученые также воспользовались методом малоуглового рассеяния нейтронов. Как отметил Стив Кинг, - «из эксперимента ясно, что в сточной воде  медиатором служит взаимодействие между молекулами органики и поверхностно-активных веществ».
Такое поведение наночастиц с покрытием и без него означает, что их можно разделить еще в установке первичной очистки сточных вод. Соответственно, если все попадающие в сточные воды наночастицы будут иметь покрытие, все они будут отфильтрованы.