در اوایل سال 2018 میلادی گزارشی منتشر شده است که نشان می‌دهد محققین مرکز تحقیقاتی نانوتکنولوژی بخش تصفیه آب در دانشگاه رایس (NEWT)، موفق به حذف نیترات‌های موجود در آب، با روشی جالب شده‌اند.
مهندس مایکل وانگ، رهبر این تیم تحقیقاتی بیان داشت: "نیترات‌ها معمولاً از آبهای کشاورزی که در سراسر جهان مستعمل است، وارد منابع آبی می‌شوند." او همچنین ابراز داشت: "ازآنجایی‌که نیترات‌ها موادی سمی هستند، هم برای سلامتی مضرند و هم باعث بروز مشکلات زیست‌محیطی می‌شوند. فیلترهای تبادل یونی می‌توانند با جدا کردن این ترکیبات از آب، آنها را حذف کنند؛ اما باید هرچند ماه یک‌بار، این فیلترها برای استفاده مجدد مورد شستشو قرار بگیرند و هنگامی‌که این عمل انجام می‌شود، در حین شستشو مقدار زیادی نیترات به منبع آب بازمی‌گردد."
آزمایشگاه وانگ به‌طور تخصصی در زمینه تولید کاتالیستها کار میکند. نانوذرات فلزی در این کاتالیستها باعث می‌شود تا واکنشهای شیمیایی با سرعت بیشتری انجام شوند. در سال 2013، این تیم تحقیقاتی نشان داد که نانوذرات کروی طلا با نقاط کوانتومی از ذرات پالادیم قادرند نیتریتها را تجزیه کنند. این مواد به‌مراتب از نیترات‌ها سمیترند.
وانگ اشاره داشت: "نیترات‌ها مولکولهایی با یک اتم نیتروژن و سه اتم اکسیژن هستند. اگر نیترات‌ها یک اکسیژن خود را از دست بدهند به نیتریت تبدیل خواهند شد؛ اما نیتریتها حتی از نیترات‌ها هم سمیترند و البته نیترات‌ها آلودگی‌های شایعتری هستند. نتیجتاً بهترین روش برای حذف نیترات از آب، استفاده از یک فرآیند کاتالیستی است که آنها را به‌طور کامل به نیتروژن و اکسیژن تجزیه میکند. در کار ما به دلیل اضافه کردن مقداری هیدروژن، نیترات به نیتروژن و آب تجزیه می‌شود." او همچنین در ادامه بیان داشت: "بیش از 75 درصد اتمسفر زمین را گاز نیتروژن تشکیل می‌دهد بنابراین، ما به‌واقع توانستهایم نیترات را به «آب و هوا» تبدیل کنیم."
نیترات برای کودکان و زنان باردار بسیار سمی است و میتواند سرطان‌زا نیز باشد. آلودگی نیترات در جوامع کشاورزی بسیار متداولتر است. مطالعات نشان می‌دهد که میزان آلودگی نیترات به دلیل تغییر الگوهای استفاده از زمین، در حال افزایش است. از تجربه کار قبلی، وانگ و تیمش میدانستند که نانوذرات طلا- پالادیم کاتالیست خوبی برای تجزیه نیترات نبود. کیم هک، یکی از محققان این تیم بیان کرد: "با بررسی بانکهای اطلاعاتی میتوان احتمال داد که دو فلز ایندیم و پالادیم بتوانند این مهم را انجام دهند." وی ادامه داد: "ما توانستیم این کاتالیست را بهینه کنیم. به این صورت که با پوشش حدود 40 درصد از سطح کره پالادیم با ایندیم به فعال‌ترین حالت ممکن دست یافتیم." او گفت: "این کاتالیست حدوداً 50 درصد کارآمدتر از مواردی است که در مطالعات منتشر شده گزارش شده و بعد از آن کنجکاو شدیم تا دلیل برتری و اتفاقات شیمیایی رخ داده در این کار را بررسی کنیم."
در همکاری این تیم با گروههایی از دانشگاه پوردو و دانشگاه هاستون مشخص شد ایندیم تجزیه نیترات را سرعت میبخشد. از طرفی پالادیم، ایندیم را به‌طور ثابت اکسید شده نگه میداشت.
هک توضیح داد: "ایندیم دوست دارد به‌صورت اکسیدی باشد. زمانی که کاتالیستها در محلولهای حاوی نیترات قرار می‌گرفت ایندیم، اکسید می‌شد. با افزودن هیدروژن (آب اشباع)، پالادیم تعدادی از اکسیژن‌ها را برای اتصال با هیدروژن و تشکیل آب استفاده می‌کرد و منجر می‌شد ایندیم در حالت کاهش‌یافته باقی بماند و نیترات بیشتری را تجزیه کند."
وانگ عنوان داشت که با تیمش قصد دارند کار را با شرکای صنعتی و سایر محققان ادامه دهند تا بتوانند این فرآیند را به یک سیستم تصفیه آب تجاری مناسب انتقال دهند. این کار تحقیقاتی مثال جذابی برای استفاده بهینه از فناوری‌های نو در شرایط کنونی است. جداسازی نیترات از آب به‌طورمعمول، با فیلترها و رزینها صورت میگیرد. حذف فیلترها و عملکرد مناسب کاتالیست مطرح شده در تبدیل نیترات به آب و نیتروژن، از نکات حائز اهمیت این پژوهش برای فناوران است. این دستاورد میتواند منبع الهام مناسبی برای کسانی باشد که در زمینه تصفیه آب یا کاتالیست فعالیت دارند.
