Atık suyun temizlenmesi için yeni keşif ‘titanyum oksit’
Araştırmacılar, atık sudaki toksik boyaları arıtmanın yepyeni bir yolunu buldu. Tekstil, kozmetik, mürekkep gibi içeriklerin kirlettiği su, titanyum oksit kullanarak temizlendi. Yapılan araştırma sonucunda sudaki boyanın ilk 30 dakika içinde yüzde 90 oranında azaldığı görüldü.
Başak NUR GÖKÇAM
Tekstil, kozmetik, mürekkep, kâğıt ve diğer üreticiler tarafından büyük miktarlarda boşaltılan boyalar yüksek düzeyde toksisite taşır ve atık suya potansiyel kanserojen maddeler getirir. Bu soruna çözüm bulmak isteyen Drexel Üniversitesi Mühendislik Fakültesi araştırmacıları,küçük bir nanofilament kullanarak titanyum oksit ile suyu temizlemeyi başardı.
Mühendislik Fakültesi'nde Seçkin Üniversite profesörü Dr. Michel Barsoum ve Drexel Sanat ve Bilim Koleji'nden araştırmacıların da dahil olduğu ekibi, tek boyutlu, lepidokrosit yapılı titanyum oksit fotokatalizör malzemesinin bu yeteneğe sahip olduğunu buldu.
Malzeme, boya kütle oranının 1'e 1 olduğu durumda sudaki boya konsantrasyonlarını 30 dakikada önce bozunarak yüzde 90, sonra ise parçalanarak yüzde 64 oranında azalttığı görüldü. Çalışmaya ilişkin konuşan Barsoum, "Bu heyecan verici bir bulgu çünkü su arıtma süreci için gerçek bir zorluk teşkil eden bir sorunun çözülmesine yardımcı oluyor.
Titanyum oksit fotokatalizörümüzün mevcut süreçlere entegre edilmesinin, bu kimyasalların giderilmesindeki etkinliğini artırmanın yanı sıra bunu yapmak için gereken enerji miktarını da azaltabileceğini öngörüyoruz" dedi. Arıtılma sürecinin boyanın nanofilamentin yüzeyine yapıştığı ve aydınlatıldığında fotokatalize uğradığı adsorpsiyonla başladığı bilgisini veren Barsoum, “Boya, nanofilamentleri görünür ışığa duyarlı hale getirir.
Bu işlem bozunmayı hızlandırarak boyanın karbondioksit ve su gibi zararsız yan ürünlere parçalanmasına olanak tanır” diye ekledi. Barsoum'un araştırma grubunda doktora öğrencisi ve makalenin ilk yazarı olan Adam Walter da, “Bu aynı zamanda güneş pilleri veya optik cihazlar gibi diğer alanlara genişleme için heyecan verici bir fırsat sunuyor. Sonuç: İlave toksin veya ilave enerji kullanılmadan daha temiz su” dedi.
Her yıl 380 milyar metreküp atık su üretiliyor
Atık su dünya çapında önemli bir çevresel sorundur ve varlığının insanların, suda yaşayan bitkilerin ve hayvanların sağlığı üzerinde uzun vadeli etkileri vardır. Evler ve sanayi, dünya çapında her yıl yaklaşık 380 milyar metreküp atık su üretiyor. Bunların yalnızca yüzde 24'ü, yüksek enerji tüketimi, kalıntı kimyasalların varlığı, arıtma merkezi personelinin bulunması ve boyalar da dahil olmak üzere karmaşık ve kalıcı kirletici maddelerin yetersiz işlenmesi gibi arıtmadaki zorluklar nedeniyle yeterince arıtılıyor.
Yeşil yakıt üretiminde yardımcı olabilir
Çalışma ile nanofilamentin su arıtma kapasitesini geliştirmek için kullanılabileceği görülürken, aynı zamanda malzemelerin hassaslaştırılabileceğinin kanıtı olarak güneş pilleri ve optik cihazlardaki diğer uygulamalara kapı açtığı da görüldü. 2023 yılı başında ekip tarafından incelenen nanofilament malzemesinin, hidrojen ayrımı için güneş ışığını kullandığı belirlendi; bu da onun yeşil yakıt üretimindeki potansiyelini ortaya çıkarabileceği düşünülüyor.
Malzemenin olanaklarını yeni keşfetmeye başladıklarını söyleyen Barsoum, "Davranışını mümkün kılan süreçleri daha iyi anladıkça, dünyanın daha sürdürülebilir bir geleceğe doğru ilerlemesi için ihtiyaç duyduğu teknolojinin performansını artırabilecek yeni uygulamaları keşfetmeyi bekliyoruz" dedi.