A fejlődő világban sok helyen nemcsak a vízhiány, hanem a meglévő vizek szennyezettsége is óriási probléma. Amerikai tudósok olyan vattaszerű anyagot fejlesztettek ki, amely a nehézfémszennyezés 99 százalékát eltávolítja az ivóvízből.

A Rice University (Houston, Texas) kutatói bemutatták, hogy ha kvarcszálakból álló szövetre szén nanocsövecskéket visznek fel, az így előálló, kemény fekete vattához hasonlító szűrő megköti és eltávolítja az ivóvizeket mérgező nehézfémszennyezést.

hirdetés

A fejlődő világ sok részén a tiszta, iható víz az egyik legbecsesebb természeti kincs, és a vizek fogyaszthatóságát sokszor a szemétlerakókból a talajba, majd onnan a vízkészletekbe szivárgó nehézfémszennyezés korlátozza. A vízszűrő anyag többszörösen díjazott felfedezője, az ifjú Perry Alagappan egy indiai látogatása során szembesült azzal, hogy a szabálytalanul tárolt elektronikus hulladék miként mérgezi meg sok millió ember ivóvízkészletét.

A szűrő kifejlesztésekor Alagappan még középiskolásként járt be dolgozni a Rice University-re, Andrew Barron vegyészprofesszor laborjába. A kiemelkedően tehetséges diák azóta már a rangos Stanford Egyetem hallgatója.

A Barron-labor a Nature-lapcsoport szabad hozzáférésű folyóiratának, a Scientific Reports-nak e havi számában mutatja be a kvarcszálakra immobilizált széncsövecskéken alapuló szűrőanyagot. Cikkükben arról számolnak be, hogya szűrő a kadmiummal, kobalttal, rézzel, higannyal, nikkellel és ólommal szennyezett vízmintákból több mint 99 százalékban eltávolította valamennyi nehézfémet.

Ráadásul a filtert akkor se kell eldobni, ha telítődik: elég híg ecetes oldattal átöblíteni – természetesen gondoskodva a szennyezést tartalmazó mosófolyadék megfelelő kezeléséről

–, és megtisztulva máris újra használható.

Egyetlen grammnyi szűrő is csodákra képes

A kutatók számítása szerint az anyag egyetlen grammja 83 ezer liternyi szennyezett vizet tud olyan hatékonysággal megtisztítani, hogy az már megfeleljen az Egészségügyi Világszervezet ivóvíz-szabványának.

Ez a mennyiség 11 ezer ember napi vízellátását biztosítja.

A nagy teljesítményű szűrők előállításához finom kvarcszálakra szén nanocsövecskéket növesztenek, majd a nanocsöveket az epoxidizálásnak nevezett kémiai eljárással módosítják. A laboratóriumi tesztek azt mutatták, hogy a hordozóra vitt és epoxidizált szén nanocsöves (SENT, supported-epoxidized carbon nanotube) szűrőkkel 5 liter víz kezelése kevesebb mint 1 percet vesz igénybe, és a szűrő regenerálása sem tart tovább 90 másodpercnél. Egy 100 grammos SENT szűrő még 70 liter víz megtisztítása után is csaknem száz százalékos szűrési hatékonysággal dolgozik. A telített szűrőből a regenerálás során a nehézfémeket kimossák, amelyek újra is hasznosíthatók, vagy szilárd, biztonságos hulladékkezelésre alkalmas formába hozhatók. A regenerálással megtisztított szűrő természetesen újra munkára fogható, és pont olyan jól működik, mint azelőtt.

A kvarc hordozóanyag biztosítja a szűréshez szükséges nagy fajlagos felületű, átjárható szerkezetet, amely a szén nanocsövekkel való bevonás hatására az eredeti vattaszerű állagnál keményebbé, merevebbé válik. A fémionok megkötéséért ugyanakkor az oxidáló savval történő kezelés a felelős, amely reaktív epoxi-csoportokat alakít ki a nanocsövek felszínén.

Fiatal kutató munkájának gyümölcse

Külön érdekesség, hogy a jelentős felfedezés egy nagyon fiatal kutató munkájának gyümölcse. „Perry még gimnazistaként keresett meg engem azzal, hogy szeretne tapasztalatot szerezni a laboratóriumi kutatás terén – mesélte Barron. – Az egyik futó projektünkben épp üresedés támadt, mert Jessica Heimann nevű hallgatóm egy szemeszter erejéig itt hagyott bennünket, hogy a brémai Jacobs Egyetemen vendégeskedjék. A hely kínálta magát Perry számára."

Barron kiemelte, hogy a szűrő gyártásához szükséges alapanyagok olcsók, és a tisztítása is egyszerű. „A világ valamennyi kultúrája ismeri az ecetkészítés fortélyát" – utalt arra a professzor, hogy a regeneráláshoz használt ecet előteremtése még a földgolyó legeldugottabb sarkaiban sem okozhat gondot.

„A találmánynak a fejlődő régiók világtól elzárt kistelepülésein lehet a legjelentősebb társadalmi hatása, mert lehetővé teszi a víz helyben történő kezelését – fejtette ki Barron. – Ugyanakkor a technológiában benne rejlik a nehézfémek ipari léptékű visszanyerésének lehetősége is, különösen bányalúgokból."

Alagappan még javában a középiskolai padot koptatta Houston egyik elővárosában, Clear Lake-ben, amikor megkezdte kutatómunkáját Barron egyetemi laboratóriumában, de a jelentős elismerések nem sokáig várattak magukra. Az első komoly visszaigazolás a 2014-es houstoni Nemzetközi Tudományos és Mérnöki Vásár környezetvédelmi fődíja formájában érkezett. Ez a díj tette lehetővé számára, hogy részt vegyen a következő évben a Los Angeles-i Intel Nemzetközi Tudományos és Mérnöki Vásáron, ahonnan ismét elhozta a környezetvédelmi szekció fődíját. A legbüszkébb azonban a 2015-ös stockholmi Junior Water Prize első díjára, amelyet magától a svéd koronahercegnőtől vehetett át.

Hatalmas megtiszteltetés számomra a kutatásainkat övező nemzetközi szintű elismerés, és hálás vagyok a lehetőségért, hogy ilyen tehetséges kollégákkal dolgozhatom együtt ezen a projekten

– nyilatkozta Alagappan. – Különösen nagy örömöt jelentett, hogy találkozhattam olyan más fiatal kutatókkal az Intel Nemzetközi Tudományos Vásáron és a stockholmi Junior Water Prize alkalmával, akik szilárd elkötelezettségükkel, társadalmunknak a tudomány és technika általi felemelhetőségébe vetett hitükkel inspirálóan hatottak rám."

Amennyiben tetszett a cikk, illetve más hasonló híreket is szívesen olvasna, itt lájkolhatja oldalunkat

Kapcsolódó anyagaink: 

Forrás -  Kép: Forrás: Barron Research Group/Rice University

TOP 5

Ne maradjon le
egy hírről sem

utajovobe.eu
Rendszerezett a fenntartható fejlődés oktatásához is felhasználható tudás. Segíti az oktatók környezeti nevelésének beépítését az oktatott tantárgyakba.

Copyright © 2011 Fenntartható fejlődés gyakorlati szemmel - Útajövőbe.eu. Minden jog fenntartva.
Weboldal programozás, karbantartás SelfMed.pro. Villám tárhely Szerver.eu