ساخت اسفنج نانویی که فلزات سنگین را جذب می نماید - وبلاگ لاوان

به گزارش وبلاگ لاوان، مهندسان دانشگاه نورث وسترن اسفنج جدیدی ساختند که می تواند فلزات را از جمله فلزات سنگین سمی مانند سرب و کبالت را از آب آلوده خارج نموده و آب ایمن و قابل آشامیدن را در اختیار مصرف کننده قرار دهد.

در آزمایش های اثبات مفهوم، محققان اسفنج تازه خود را بر روی نمونه ای بسیار آلوده از آب آزمایش کردند که حاوی بیش از 1ppm سرب بود. با استفاده از این اسفنج، سرب فیلتر شده و غلظت آن به زیر سطح قابل تشخیص رسید.

محققان پس از استفاده از اسفنج، توانستند فلزات را با موفقیت از آن خارج نموده و از اسفنج برای دفعات مختلف مجدداً استفاده نمایند. این اسفنج را احتمالاً بتوان در آینده به عنوان ابزاری مقرون به صرفه و آسان برای کاربرد در فیلترهای آب خانگی یا اقدامات اصلاح محیط زیست در مقیاس بزرگ استفاده کرد.

وینایایاک دراوید، نویسنده ارشد مقاله مربوط به این مطالعه و استاد علوم و مهندسی مواد و مهندسی آبراهام هریس در دانشکده مهندسی مک کورمیک نورث وسترن، گفت: وجود فلزات سنگین در آبرسانی یک چالش بزرگ بهداشت عمومی برای کل دنیا است. این مشکل احتیاج به راه چاره هایی دارد که بتوان به راحتی و به طور مؤثر و مقرون به صرفه آن را در هر جا مستقر کرد. این جایی است که اسفنج ما وارد می گردد. این فناوری می تواند آلودگی را از بین ببرد و سپس دوباره و به کررات استفاده گردد.

این پروژه بر اساس کارهای قبلی وینایایاک دراوید و در مسیر توسعه اسفنج های بسیار متخلخل برای جنبه های مختلف اصلاح محیط زیست ساخته شده است. در ماه مه 2020، تیم وی از اسفنج تازهی که برای تمیز کردن نشت روغن طراحی شده بود، رونمایی کرد.

اسفنج پوشیده از نانوذرات، هم اکنون به وسیله استارت آپ ام ف ان اس تک (MFNS Tech) که از دانشگاه نورث وسترن اسپین آف شده، تجاری سازی می گردد. چنین فناوری جایگزین کارآمدتر، مالی، زیست سازگار و قابل استفاده مجدد برای روینمودهای فعلی در خصوص نشت نفت خواهد بود.

برای حذف فلزات سنگین، تیم وینایایاک دراوید دوباره به اسفنج هایی که با یک لایه بسیار نازک از نانوذرات پوشیده شده بودند، روی آوردند. این تیم پس از آزمایش انواع مختلف نانوذرات، دریافتند که یک پوشش گوتیت تقویت شده با منگنز به برترین وجه کار می نماید. نه تنها نانوذرات گوتیت دوپ شده با منگنز برای تهیه، به راحتی در دسترس و غیر سمی برای انسان و مقرون به صرفه هستند، بلکه دارای خواص لازم برای جذب فلزات سنگین با گزینش پذیری بالا هستند.

بنیامین شیندل از محققان این پروژه گفت: این نانوذرات دارای منطقه ها با سطح بالا و سایت های سطحی واکنشی فراوان برای جذب بوده و پایدار هستند، بنابراین می توان آن ها را بارها و بارها مورد استفاده داد.

هنگامی که این اسفنج به آب آلوده اضافه می گردد، اسفنج پوشیده از نانوذرات به طور مؤثری یون های سرب را جذب می نماید.