De lucht om ons heen wordt steeds meer vervuild. Geen wonder dat veel wetenschappers ernaar streven een manier te vinden om het te zuiveren. Dankzij het werk van een internationaal team onder leiding van prof. Juan Carlos Colmenares van het Instituut voor Fysische Chemie, Poolse Academie van Wetenschappen, we zijn een grote stap dichter bij het bereiken van dit doel. Het team vond een manier om een ​​efficiënt reactief adsorbens te maken dat lucht kan zuiveren van verschillende giftige stoffen. goedkoop, en effectief.

"Het belangrijkste is het materiaal dat we in het laboratorium hebben gemaakt, " zegt prof. Colmenares. "Het adsorbeert niet alleen giftige dampen uit de lucht, maar ook, dankzij de fotokatalytische eigenschappen, kan ze in minder giftige elementen breken." Het materiaal dat door het team is gemaakt, bestaat uit twee vrij goedkope en gemakkelijk te verkrijgen verbindingen:titaniumdioxide en grafietoxide. "We waren van plan het algemeen beschikbaar te maken, " legt de professor uit, en "milieuvriendelijk". De innovatie hier was om ultrageluid te gebruiken om de twee tegenhangers - een organische en een anorganische - te laten samenwerken. De organische tegenhanger vangt de giftige deeltjes op, en de anorganische vernietigt ze door fotokatalyse. Ultrasone manipulatie vergroot ook aanzienlijk het actieve oppervlak en de chemische heterogeniteit van het nieuwe materiaal, waardoor een hogere ontgiftingsefficiëntie tegen de "slechteriken" uit de lucht mogelijk is. "Dankzij de ultrasone golven, we krijgen een uitstekende dispersie en de laag grafietoxide rust op het oppervlak van titaniumdioxide, " zegt prof. Colmenares. Aanvankelijk onderzoekers waren van plan dit materiaal op te nemen als een extra filterlaag voor gasmaskers van soldaten, of in stoffen, uniformen maken die een soldaat zouden beschermen tegen giftige gasvormige chemicaliën op het gevechtsveld. Dit allemaal, op voorwaarde dat de dag zonnig was, en kledingstuk had extra LED-verlichting die fotokatalyse activeerde. Echter, hoge absorptie kan zelfs in het donker worden bereikt.

Hoewel de uitvinding is getest op middelen voor chemische oorlogsvoering, de mogelijke toepassingen ervan zijn veel breder en vreedzamer.

Men zou kunnen, bijvoorbeeld, maak industriële pakken voor werknemers die dagelijks worden blootgesteld aan giftige dampen. "Alleen milligram in een pak zou voldoende zijn, ’ zegt de professor, "als het maar goed wordt verspreid. Het enige nadeel is dat potentiële stoffen kunstmatige polymeren moeten zijn in plaats van natuurlijk katoen of vlas, " zegt hij. Wetenschappers zouden ook een manier moeten vinden om hun nanomateriaal steviger aan de dragerstof te bevestigen als kleding wordt gewassen. We weten dat bijna 35% van het microplastic in het milieu afkomstig is van synthetische kleding en gewassen linnen. "We zouden niet zoals ons nanomateriaal dat eindigt in rivieren en zeeën, ", zegt de professor. "We streven ernaar om de hele weg milieuvriendelijk te zijn, niet alleen op het niveau van het vernietigen van luchttoxines." Hoewel, zoals eerder aangetoond door Dimitrios A. Giannakoudakis, de eerste auteur van het huidige werk gepubliceerd in de Tijdschrift voor chemische technologie en andere leden van het internationale team, door ultrasone trillingen, de actieve fasen kunnen zowel op katoen als op koolstoftextiel snel en stabiel worden verankerd.

Indien adequaat gewijzigd, dezelfde technologie zou kunnen helpen om niet alleen lucht, maar ook water en bodem te zuiveren. "We hebben deze mogelijkheden nog niet onderzocht, " zegt prof. Colmenares, "maar het hangt er vooral van af of we ons nanomateriaal veilig op mogelijke toekomstige dragers/substraten kunnen deponeren. Terwijl we water zuiveren van gifstoffen, we zouden het niet willen vervuilen met deze oxiden; we zouden geen nanotoxiciteit willen, hoewel in theorie noch TiO ₂ noch is grafietoxide giftig voor de mens, " legt de wetenschapper uit. "Tenslotte, wie kauwde er niet op een potlood op school?"

Als we dit probleem hebben opgelost, we zouden kunnen zeggen, "de lucht is de limiet." Nieuw materiaal zou afvalwater in de papier- en cokesindustrie kunnen ontgiften of zelfs zeer giftige overblijfselen van chemische wapens uit de Tweede Wereldoorlog kunnen neutraliseren, diep in de Oostzee liggen. "Voor nu, we mikken op rioolwaterzuiveringsinstallaties, " zegt de professor. "Fotokatalyse en nanocomposieten kunnen helpen waar microben dat niet kunnen omdat de omgeving te giftig voor hen is."

Fotokatalyse van de bodem is de grootste uitdaging. Echter, zelfs dit is denkbaar met de juiste menging, verlichting, en een goede fotokatalysator, bijvoorbeeld, om herbiciden of pesticiden te verwijderen.

Schonere lucht is binnen actief bereik. Voor schoner water en bodem, we zouden wat langer moeten wachten op een optimale oplossing, maar wetenschappers van IPC PAN beginnen net aan hun zoektocht naar een betere, schoner milieu door duurzame benaderingen voor ons allemaal.