راهی نو برای آب آشامیدنی سالم

به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، در تحقیقی که به تازگی در مجله Advanced Science منتشر شده است، دانشمندان از ترکیب ژل‌های شیمی نرم و فناوری الکترواسپینینگ برای ساخت نانومواد فیبری استفاده کرده‌اند. این تیم پژوهشی نانومات‌ها، ساختارهای بسیار نازکی از تیتانیوم دی‌اکسید (TiO₂) را ایجاد کردند؛ ماده‌ای که به طور گسترده در سلول‌های خورشیدی، حسگرهای گازی و فناوری‌های خودتمیزشونده به کار می‌رود. اما این فناوری با افزودن مس به ساختار، عملکرد آن را به طرز چشمگیری بهبود داده است.

هنگامی که تیتانیوم دی‌اکسید نور خورشید را جذب می‌کند، الکترون‌هایی تولید می‌کند که موجب اکسیداسیون آب و تجزیه آلاینده‌های مضر می‌شوند. افزودن مس به این ساختار فرآیند فتوکاتالیز را تقویت کرده و سبب می‌شود که نانومات‌ها بتوانند با کارایی بسیار بالا آلاینده‌های موجود در آب و هوا را تجزیه کنند. پژوهشگران اظهار کردند: ما نخستین بار موفق به ساخت چنین پوشش‌های نانویی شده‌ایم که همزمان به عنوان تولیدکننده انرژی و ابزار پاکسازی آب عمل می‌کنند.

این نانومات‌ها به صورت لایه‌های بسیار نازک و سبک طراحی شده‌اند و می‌توانند به‌راحتی روی هر سطح آبی شناور شوند. از ویژگی‌های برجسته این فناوری، امکان استفاده مکرر از نانومات‌ها در چندین چرخه پاکسازی است؛ امری که از نظر اقتصادی و محیط‌زیستی بسیار مطلوب به شمار می‌آید. علاوه بر این، از آنجایی که این فناوری هیچ محصول جانبی سمی تولید نمی‌کند، می‌تواند به عنوان یک راهکار دوستدار محیط‌زیست برای مناطق صنعتی و کشورهای در حال توسعه به کار گرفته شود.

پلاجیا-ایرن گُوما، رهبر پروژه و استاد مهندسی مواد در دانشگاه اوهایو استیت، توضیح داد: این پتوهای نانویی نه تنها در تولید انرژی خورشیدی کارآمد هستند، بلکه می‌توانند آلاینده‌های خطرناک را از آب‌های آلوده حذف کنند. این فناوری پتانسیل تبدیل رودخانه‌ها و دریاچه‌های آلوده به منابع آب آشامیدنی پاک را دارد.

وی افزود: این فناوری، می‌تواند نقش مهمی در تأمین آب پاک در مناطق فقیر و پرآلود داشته باشد.

تحقیقات نشان داده‌اند که این نانومات‌ها حتی در زیر نور طبیعی خورشید، عملکرد بهتری نسبت به سلول‌های خورشیدی سنتی دارند. این امر ناشی از ویژگی‌های منحصر به‌فرد ساختاری و ترکیبی این فناوری است که موجب می‌شود انرژی جذب شده به طور مؤثری در واکنش‌های شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.

از دیدگاه صنعتی، امکان تولید انبوه این نانومات‌ها فراهم است و پژوهشگران امیدوارند که در سریع‌ترین زمان ممکن، صنایع مختلف از این فناوری بهره‌مند شوند، گُوما در این باره اظهار داشت: ما ابزارهای لازم برای تولید بزرگ‌مقیاس این پتوهای نانویی را در اختیار داریم؛ تنها کافی است که بازار و صنایع مرتبط گام بردارند.

علاوه بر پاکسازی آب و تولید انرژی، کاربردهای دیگری نیز برای این فناوری در نظر گرفته شده است. از جمله می‌توان به تولید هیدروژن خورشیدی اشاره کرد که در آینده می‌تواند به عنوان یک منبع انرژی پاک و پایدار در سطح جهانی به کار گرفته شود. همچنین، این فناوری می‌تواند در پروژه‌های احیای محیط زیست و بازسازی منابع آب آلوده نقش کلیدی ایفا کند، این پژوهش نوآورانه نشان می‌دهد که با به کارگیری فناوری‌های نوین نانویی، می‌توان راه‌حل‌های مؤثری برای مشکلات زیست‌محیطی پیچیده ارائه داد. این دستاورد نه تنها افق‌های تازه‌ای در حوزه پاکسازی آب و تولید انرژی پایدار باز می‌کند، بلکه می‌تواند زمینه‌ساز تحولاتی اساسی در صنایع مرتبط با محیط زیست و انرژی گردد.