نوآوری های دوستدار محیط زیست، نبرد علیه رنگ های سمی را متحول می کند

چالش فوری کاهش آلودگی آب ناشی از رنگ‌های صنعتی در بخش‌های مختلف، از جمله پارچه، مواد غذایی، و لوازم آرایشی، بر نیاز حیاتی به راه‌حل‌های سازگار با محیط زیست و پایدار تأکید می‌کند.

در پاسخ، جوامع صنعتی و علمی به طور فعال روش‌های جایگزینی را دنبال می‌کنند که با استانداردهای زیست‌محیطی همسو باشد.

محققان دانشگاه فلیندرز در یک گام نوآورانه برای پرداختن به این موضوع، از روشی پیشگامانه برای تجزیه و از بین بردن بالقوه مواد آلی مضر مانند رنگ‌های آزو از پساب‌های صنعتی رونمایی کرده‌اند.

این روش از یک تکنیک فوتوکاتالیز شیمیایی پیچیده استفاده می کند که توسط نور فرابنفش انرژی

می‌گیرد تا این آلاینده ها را تجزیه کند.

هسته اصلی این تحقیق که توسط پروفسور گونتراندرسون از موسسه علم و فناوری نانومقیاس فلیندرز هدایت می شود، سنتز میکرو آرایش‌های فلزی کوچک است.

این میکرو آرایش‌ها شامل تنها خوشه های نه اتمی طلا (Au) هستند که به طور پیچیده به سطوح

دی اکسید تیتانیوم پیوند دارند.

برهمکنش بین این اجزا، تحت تأثیر نور UV، باعث ایجاد یک سری واکنش ها می شود که مواد شیمیایی سمی را تجزیه می کند.

پروفسور اندرسون در مورد این فرآیند اظهار داشت: “کوکاتالیست های نانو خوشه ای طلا فعالیت فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم را افزایش می دهند و زمان لازم برای تکمیل واکنش را تا شش برابر کاهش می دهند.”

این یافته در یک انتشار اخیر در مجله Solar RRL مورد تاکید قرار داده شد و کارایی و پتانسیل این رویکرد نوآورانه را به نمایش گذاشت.

این روش، جایگزینی قدرتمندی برای فرآیندهای شیمیایی متداول که برای تصفیه آب استفاده می‌شوند، ارائه می‌کند.

با استفاده از خواص منحصر به فرد سیستم های فوتوکاتالیز نیمه هادی ناهمگن، می تواند به طور موثر مجموعه وسیعی از آلاینده های آلی را از بین ببرد و آنها را به آب بی ضرر و دی اکسید کربن تبدیل کند. همانطور که پروفسور اندرسون از کالج علوم و مهندسی اشاره می کند، کارآمدی این سیستم در تجزیه مولکول های پیچیده مانند رنگ های آزو بر اهمیت آن تأکید می کند.

ضرورت چنین راه‌حل‌های پیشرفته‌ای ناشی از تأثیرات زیست‌محیطی صنایع شیمیایی مختلف است که به تخلیه رنگ‌های خطرناک و غیرقابل تجزیه زیستی در منابع آب طبیعی معروف هستند.

بسیاری از این آلاینده‌ها شامل رنگ‌های آزو به همراه شناساگر متیل اورنج هستند که به دلیل ماهیت محلول در آب، نمونه‌ای رایج در صنعت است.

تیم دانشگاه فلیندرز با تکیه بر این پایه، کاربرد کوکاتالیست خوشه طلا را در ارتباط با نیمه رساناهای اصلاح شده نیز بررسی کرده است.

این رویکرد در تجزیه متیل اورانج نویدبخش است و تطبیق پذیری و پتانسیل سیستم های فوتوکاتالیز آنها را بیشتر نشان می دهد.

یافته‌های آن‌ها که در Applied Surface Science مستند شده‌اند، از آزمایش‌های انجام‌شده در یک دستگاه تخصصی سیال گردابی، که محصول آزمایشگاه نانوتکنولوژی پروفسور کالین راستون در دانشگاه می باشد، به دست آمده‌ است.

دکتر آناهیتا معتمدی‌زاده، پژوهشگر مرکز کاتالیزور و انرژی پاک در دانشگاه گریفیث، به ناکافی بودن سیستم‌های سنتی مرسوم در حذف مواد سمی از فاضلاب اشاره کرد و به محدودیت های روش های سنتی تصفیه آب تاکید کرد. دکتر معتمدی زاده توضیح داد: دلیل این امر این است که برخی از مواد شیمیایی به ویژه آنهایی که دارای حلقه های معطر هستند در برابر تخریب شیمیایی، فتوشیمیایی و بیولوژیکی مقاوم هستند. این چالش با این واقعیت تشدید می شود که چنین فرآیندهایی اغلب منجر به تشکیل محصولات جانبی خطرناک می شود.

از طریق تحقیقاتشان، این تیم آرزوی اصلاح و گسترش این تکنیک های تخریب فوتوکاتالیستی را دارد و راه حل جامع تری برای مسئله فراگیر آلودگی آب ارائه می دهد.

این بلند همتی ریشه در کار پزشکی دکتر معتمدی‌زاده دارد که شامل بررسی روش‌های موثر برای فاضلاب کارخانه‌های شراب‌سازی است که قابلیت استفاده گسترده‌ از یافته‌های آنها را در مقابله با چالش‌های زیست‌محیطی جهانی نشان می‌دهد.

بیشتر بدانید: انواع افزودنی مواد پلیمری

مطلب مفید: تقویت محصولات پلیمری با افزودنی‌ها: راهنمای جامع

تاریخ: 1403/5/16

مهسا نعمتی