Bir grup Çinli araştırmacı bakterileri içme suyundan arındırmak için çevresel anlamda çok etkili ve anlamlı olduğuna inandıkları yeni bir yöntem geliştirdiler.
Grafitik karbon nitrür
Grafit karbonitrür adını verdikleri kompozit bir malzemenin ultraviyole ışığı iki boyutlu levha yapıya yansıtarak 10 litre suyu sadece bir saatte çıkarabildiğini söylüyorlar. Bu nedenle zararlı bakteriler nerede olurlarsa olsunlar ölmüş oluyorlar. Suyu bu şekilde saflaştırmaya "fotokatalitik dеzеnfеksiyon" denir ve araştırmalar genellikle ekolojik olarak elverişsiz klorlama ve ozon seviyelendirme gibi sistemleri değiştirmeye devam eder. Dünya çapında içme suyunu arıtmak için kapsamlı bir yöntem bulmak çok önemlidir ve bu yöntem, iklim değişikliği ve uygun olmayan su kaynakları nedeniyle tatmin edici olmayan bir eğilime doğru ilerlemektedir.
Makalenin kıdemli yazarlarından biri olan Wang Dan şunları söyledi: "Gelecekte, fotokatalitik montaj teknolojisinin kullanımı tatlı su kullanım oranını artırabilir ve aynı zamanda küresel enerji kısıtlamalarına bir çözüm olabilir."
Nasıl arıtılıyor?
Teknolojinin çalışma şekli çok basit. Suda fotokatalizör olarak çeşitli malzemeler kullanılabilir, yani söz konusu malzeme ışığı absorbe eder ve belirli dalga boylarındaki ışıkla birlikte suda oluşan oksijenin işlenmesini hızlandırır (veya katalize eder). Bu tedaviler, mikroorganizmaları öldürmek için iyi olan reaktif oksijen türleri (ROS) adı verilen molekülleri oluşturur. Bu amaçla kullanılabilecek pek çok metal katalizör vardır ancak maalesef suda metal artıkları bırakırlar. Nanotüpler ve grafen gibi metal olmayan katalizörler iseler, metal katalizörlerden daha güvenlidirler, ancak daha az etkilidirler, bu nedenle işi tamamlamak için yeterli ROS üretmezler.
En etkili vе zеhirsiz bir çözüm
Pekin'deki Çin Bilim Adamları Akademisi ve Jiangsu'daki Yangzhou Üniversitesi (YZU), pratik, etkili ve kârsız bir çözüm bulduklarına inanıyor. Buradaki nokta, ışığı emerek bakterileri öldürmeye yetecek kadar ROS üreten çok ince bir materyalin olmasıdır. Yıllar geçtikçe, grafit karbonitrürler, enerji depolama potansiyelleri nedeniyle gittikçe daha fazla ilgi gördü. Araştırmacılar sadece ışık kullandılar ve bu malzemenin iki boyutlu lavlarının kirli suyu hızla temizleyebildiğini buldular. Yapılan ilk test, 50 ml sudaki E. coli bakterilerinin %99.999'unun sadece 30 dakikada öldüğünü gösterdi. Bu skor, geleneksel metal içermeyen fotokatalizörlerden beş kat daha hızlıdır. Ek olarak, işlem katalizörün yalnızca onda birini tüketir.
Yazarlar şöyle dedi: "Bu kadar yüksek bir verimlilik, en iyi metalize fotokatalizörler ile rekabet edebilir." Aktivite, malzemenin benzersiz özelliklerinden gelir - araştırmacılar, mercimek uçlarına karboksil ve karbonil molekülleri ekleyerek bu uçlara elektronlar eklediler. Harca ve görünür ışığa maruz kalan bu ortam, hidrojen peroksit dediğimiz ROS üretir. Sudayken, antibakteriyel moleküler bakteriler, hücreleri yok etmek için hücre duvarına nüfuz eder ve ardından su ve oksijene dönüşür.
Fiyatı düşük, ölçеklеnеbilir bir tеknoloji
Çalışmanın en keyifli yanı, yazarın böyle bir sistemi toplu üretmenin zor olmadığını söylemesidir. Grafitlenmiş karbon nitrür, düşük maliyetle kolayca üretilebilir ve sistemin bazları, basit ve ucuz bir şekilde bir araya getirilebilir. Wang, "Katalizörlerin ve cihazların ölçeğini genişletmek zor değil." İlk adımda sonuçlar iyi, ancak prototipin kendisi su numunelerini diğer safsızlıklarla temizlemek için yeterli değil. Wang, "Arıtma, ağır metal iyonlarını gidermek, pH'ı ayarlamak ve kalıntıları gidermek için başka ekipmanların kullanılmasını içerir." Su arıtma gereksinimlerini karşılamak için bu sistemi diğer sistemlerle birleştirmemiz gerekiyor.