Een onderzoeksteam onder leiding van professor Jyh-Ming Wu van de afdeling Materials Science and Engineering aan de National Tsing Hua University (NTHU) in Taiwan heeft onlangs twee samengestelde piëzo-elektrische materialen ontwikkeld die zijn gewonnen uit gewone afvalproducten. Een daarvan is een nieuw type katalysator dat wordt gewonnen uit afgedankte rijstschillen en in staat is industrieel afvalwater 90 keer sneller te behandelen dan de fotokatalysatoren die nu in gebruik zijn. De andere is een materiaal gewonnen uit afgedankte inktvisbotten en is gebruikt om een ​​zelfreinigende transparante film te produceren die geschikt is voor gebruik als afdekking op schermen van mobiele telefoons, lift knoppen, deurklinken, enzovoort.

Organisch industrieel afvalwater wordt meestal behandeld met behulp van fotokatalysatoren; echter, conventionele fotokatalysatoren hebben voldoende licht nodig, en afvalwater is meestal niet erg transparant, dus de efficiëntie is meestal laag. Met dit probleem in het achterhoofd, Het onderzoeksteam van Wu haalde siliciumdioxide uit rijstschillen en voegde vervolgens molybdeen en zwavel toe om een ​​piëzo-elektrisch materiaal van kwartscomposiet te produceren. Het materiaal kan in de afvalwaterleiding van een fabriek worden geïnjecteerd, waarbij de door de waterstroom gegenereerde druk helpt om de vervuiling te zuiveren zonder dat er licht nodig is.

Dit nieuwe type piëzo-elektrisch materiaal van kwartscomposiet is ook bestand tegen de moeilijk te behandelen kleurstoffen die aanwezig zijn in het afvalwater van textielfabrieken. Professor Wu toonde dit aan door het kwartscomposietpoeder in een beker met water gekleurd met kleurstoffen te gieten, het mengen door het bekerglas zachtjes te schudden; binnen een paar minuten, het water is volkomen helder geworden.

Wu legde uit dat wat dit nieuwe materiaal zo effectief maakt, de toevoeging van molybdeen en zwavel tijdens het productieproces is; als resultaat, stukjes molybdeendisulfide groeien op de kwartsstaaf - die het uiterlijk van een foelie krijgt - waardoor het contactoppervlak tussen het materiaal en het riool wordt vergroot, waardoor de behandeling efficiënter wordt.

Wu benadrukte dat naast afvalwaterzuivering, dit materiaal kan ook worden gebruikt om waterstof te produceren, die kunnen worden verzameld en gebruikt om energie te produceren; in aanvulling op, deze piëzo-elektrische materialen zijn herbruikbaar en biologisch afbreekbaar, het verstrekken van een soort afvalwaterbehandeling die goedkoop is, handig, effectief en milieuvriendelijk.

Het werk van het onderzoeksteam is onlangs gepubliceerd in de internationale tijdschriften Geavanceerde materialen en Geavanceerde functionele materialen , en hun kwartscomposietmateriaal heeft al patenten ontvangen in Taiwan en de Verenigde Staten.

Het onderzoeksteam van Wu is er ook in geslaagd om chitine uit inktvisbotten te extraheren en het te gebruiken om een ​​nieuw samengesteld piëzo-elektrisch materiaal te produceren dat geschikt is voor het produceren van een transparante film die zelfsterilisatie ondergaat wanneer het wordt aangeraakt. waardoor het zeer geschikt is als schermafdekking voor diverse items op openbare plaatsen, zoals geautomatiseerde kaartautomaten.

Wu demonstreerde het ontsmettende effect van de film door een monster in te smeren met Escherichia coli, 25 minuten druk uitoefenen, vervolgens de druk verwijderen en vijf minuten wachten. Na vijf herhalingen van deze procedure, de Escherichia coli werd met 76% verminderd.

De chitine die is gebruikt om dit nieuwe piëzo-elektrische materiaal te maken, kan ook worden gewonnen uit garnalenschelpen, krabschelpen en inktvisbotten, en het kan ook worden vervaardigd met behulp van bionische technologie. Vanwege de geschiktheid voor het produceren van een zelfsteriliserende transparante film voor het afdekken van schermen, zoals die worden gebruikt op mobiele telefoons, dit nieuwe materiaal kan een sleutelrol spelen bij de bestrijding van de verspreiding van infectieziekten.