منابع آب آشامیدنی به دلیل افزایش جمعیت جهان، به شدت در حال کاهش است لذا مشکل مواجه شدن با کمبود آب در آینده ای نزدیک برای ساکنین جهان وجود دارد. افزایش مصرف آب و کمبود حاصل از آن که بر اثر آلودگی نیز تشدید می شود سبب شده است تا تأمین آب بهداشتی به یکی از دغدغه های اساسی جامعه جهانی تبدیل شود.
بازیافت آب از جمله توانایی های است که پرداختن به آن می تواند بشر را امیدوار به استفاده و دست رسی به یک منبع مناسب برای مصارف گوناگون کند. لذا بازیافت آب آلوده و استفاده مکرر آب امکان پذیر می شود. با به کارگیری فن آوری های الکتریکی و مکانیکی به سادگی می توان آب آلوده را برای استفاده در کشاورزی و یا حتی برای مصارف خانگی بازیافت نمود. بدین ترتیب فیلتر نمودن آب با فیلترهای نانومتری، تحولی عظیم در بازیافت و استفاده مجدد از آب های صنعتی و کشاورزی ایجاد می کند.
فیلترهای فیزیکی با منافذی در حد نانومتر می توانند باکتری ها، ویروس ها و حتی واحدهای کوچک پروتئین را صددرصد غربال کنند. با جداساز های الکتریکی که یون ها را به وسیله صفحات ابرخازن جذب می کند، می توان نمک ها و مواد سنگین را جذب کرد. بررسی فعالیت های مختلف دنیا، شامل برنامه های در دست اجرا و برنامه های آتی مراکز صنعتی و پژوهشی، نشان می دهد که حوزه تصفیه یکی از حوزه های کاربرد فن آوری نانو در صنعت آب است، و با بهره گیری از آن، هزینه های تصفیه آب به میزان زیادی کاهش خواهد یافت.
دو زمینه اصلی در این عرصه عبارتند از:
فیلترهای نانومتری به منظور افزایش بازیابی آب در سیستم های موجود.
نانوحس گرهای زیستی به منظور تشخیص سریع و کامل آلودگی های آب.