İki Boyutlu Nano Malzeme Işıkla Su Arıtıyor

İki Boyutlu Nano Malzeme Işıkla Su Arıtıyor.

Sydney Teknoloji Üniversitesi’nden malzeme bilimci Guoxiu Wang ve ekibi tarafından geliştirilen iki boyutlu (tek bir atom kalınlığındaki) bir malzeme, ışıktan yararlanılarak kısa bir süre içinde güvenilir içme suyu elde edilmesine imkan sağlıyor. Prototip aşamasındaki malzeme yapılan testlerde kirli sulardaki bakterilerin % 99,9999’unu, yani neredeyse tamamını öldürdü.

Söz konusu malzeme bir saat içinde dört kişinin günlük ihtiyacını karşılayabilecek miktarda su arıtabiliyor.
Grafitik karbon nitrür yapılı iki boyutlu bir tabaka biçimindeki yeni malzeme foto-katalizör özelliğine sahip.

Bu özellik malzemenin, aydınlatıldığı zaman, mikropları öldürebilen oksijen temelli yıkıcı kimyasal maddeler oluşturmasını sağlıyor. Malzemenin tasarımı daha önce geliştirilen benzer teknolojilerin bazı olumsuzluklarının da bertaraf edilmesini sağlamış.

Örneğin, yeni malzeme, metal temelli foto-katalitik dezenfektanlar gibi ikincil kirlilik yaratma ya da ağır metal iyonu kalıntısı bırakma riski taşımıyor, dolayısıyla daha çevreci. Öte yandan yeni malzeme metal içermeyen mevcut fotokatalitik dezenfektanlara göre çok daha etkili.

Araştırmacılar yeni malzemeyi oluştururken iki boyutlu grafitik karbon nitrür tabakaları üretip bunlara elektronları tabakanın kenarlarına çeken kimyasal gruplar, örneğin asitler ve ketonlar ekledi.
Tabakanın kenarlarındaki elektronlar sudaki oksijen atomlarına sıçrayarak hidrojen peroksit gibi mikrop öldürücü oksijen türevi kimyasal maddeler oluşmasını sağlıyor.

Araştırmacılar daha sonra, elde ettikleri nanotabakaları plastik bir torbanın iç yüzüne yerleştirdikleri bir düzenek yardımıyla bir saatte 10 litre suyu arıtabildi. Wang, temiz suya erişimin zor olduğu az gelişmiş ya da ücra yerlerde temiz su eldesi için verimli bir yol bulma motivasyonuyla yola çıktıklarını ve tasarladıkları malzemenin karbon ve azot içerikli olmasının maliyeti azaltacağını belirtiyor. Araştırmacıların bir sonraki hedefi mühendislerle işbirliği yaparak malzemeyi ticari kullanıma uygun hâle getirmek.