Audio-cd's, alle rage in de jaren '90, lijken steeds meer achterhaald in een wereld van mp3-bestanden en iPods, waardoor veel muziekliefhebbers met de vraag zitten wat ze moeten doen met hun uitgebreide cd-verzamelingen. Terwijl je van je oude schijven een avant-garde kunstwerk zou kunnen maken, onderzoekers in Taiwan hebben een meer praktische toepassing bedacht:het afbreken van rioolwater. Het team zal zijn nieuwe afvalwaterbehandelingsapparaat presenteren op de jaarlijkse bijeenkomst van de Optical Society (OSA), Grenzen in de optica (FiO) 2013, wordt gehouden van 6-10 oktober in Orlando, fla.

"Optische schijven zijn goedkoop, beschikbaar, en zeer vaak gebruikt, " zegt Din Ping Tsai, een natuurkundige aan de National Taiwan University. Jaarlijks worden er al bijna 20 miljard schijven geproduceerd, de onderzoekers merken op, dus het gebruik van oude schijven voor waterbehandeling kan zelfs een manier zijn om afval te verminderen.

Tsai en zijn collega's van de National Taiwan University, Nationale toegepaste onderzoekslaboratoria in Taiwan, en het onderzoekscentrum voor toegepaste wetenschappen in Taiwan gebruikte het grote oppervlak van optische schijven als een platform om kleine, rechtopstaande zinkoxide nanostaafjes ongeveer een duizendste van de breedte van een mensenhaar. Zinkoxide is een goedkope halfgeleider die kan fungeren als fotokatalysator, het afbreken van organische moleculen zoals de verontreinigende stoffen in rioolwater wanneer ze worden verlicht met UV-licht.

Terwijl andere onderzoekers hebben geëxperimenteerd met het gebruik van zinkoxide om organische verontreinigende stoffen af ​​te breken, Het team van Tsai is de eerste die de fotokatalysator op een optische schijf laat groeien.

Omdat de schijven duurzaam zijn en snel kunnen draaien, verontreinigd water dat op het apparaat druppelt, verspreidt zich in een dunne film waar licht gemakkelijk doorheen kan, het degradatieproces versnellen.

Het complete afvalwaterzuiveringsapparaat van het Taiwanese team heeft een volume van ongeveer een kubieke voet. Naast de met zinkoxide gecoate optische schijf, het apparaat bestaat uit een UV-lichtbron en een systeem dat het water recirculeert om de verontreinigende stoffen verder af te breken.

Het onderzoeksteam testte de reactor met een oplossing van methyloranje kleurstof, een organische modelverbinding die vaak wordt gebruikt om de snelheid van fotokatalytische reacties te evalueren. Na 60 minuten behandeling van een oplossing van een halve liter kleurstof, ze ontdekten dat meer dan 95 procent van de verontreinigingen was afgebroken. Het apparaat kan 150 ml afvalwater per minuut behandelen, zeggen de onderzoekers.

De draaiende schijfreactor is klein, verbruikt weinig stroom, en verontreinigd water efficiënter verwerkt dan andere fotokatalytische afvalwaterzuiveringsmethoden, zegt Tsai. Het apparaat zou op kleine schaal kunnen worden gebruikt om water te reinigen dat verontreinigd is met huishoudelijk afvalwater, stedelijke afvloeiing, industrieel afvalwater, en landbouwafval.

Vooruit gaan, het team werkt ook aan manieren om de efficiëntie van de reactor te verhogen, en Tsai schat dat het systeem binnenkort kan worden verbeterd om nog sneller te werken, misschien door lagen van gestapelde schijven te maken.

Presentatie FW1A, "Zinkoxide Nanorod optische schijf fotokatalytische reactor voor fotodegradatie, " vindt plaats op woensdag, 9 oktober om 8:15 uur EDT in de Bonnet Creek Ballroom, Salon IV in de Hilton Bonnet Creek in Orlando, fla.