Atık su arıtımı için grafen üzerine sabitlenmiş nano sünger geliştirildi

Viyana Üniversitesi bilim insanları, organik kirleticileri sudan uzaklaştırmada oldukça verimli olan bir kompozit malzeme tasarladılar. Ekip, bunu grafen üzerine sabitlenmiş nano gözenekli, ultra ince kovalent organik çerçeve(COF) ile başardı.

 Malzeme, yeniden kullanılabilir bir yapıya sahip

COF'ler, düşük yoğunluklu ve hafif olmalarının yanı sıra oldukça gözenekli bir yapıya sahipler. Gözenekli malzemeler, aynı hacim için gözenekli olmayan bir malzemeden çok daha büyük bir toplam yüzey alanına sahip olması sayesinde adsorpsiyon sırasında yüzeyler üzerinde özellikle çok sayıda molekül biriktirebiliyor.

Endüstriyel atık sular yüksek oranda kirleticiler içeriyor. Bunlardan biri olan organik boyalar, genellikle suda yüksek oranda çözünüyor, bozunmuyor ve kanserojen etkiye sahip. Araştırmacılar, organik boya moleküllerini seçici olarak tutmasını sağlamak için COF'yi değiştirerek 0,8 ila 1,6 nanometre boyutlarındaki boya moleküllerine odaklanıldı.

Ekip, nanometre aralığında tam olarak boyutlandırılmış ve şekillendirilmiş gözeneklere ve pozitif yüklü hedef molekülleri çekebilen bir negatif yüzey yüküne sahip küçük süngerler oluşturabildi.

Her ne kadar sünger geliştirilmiş olsa da dış kenardaki gözeneklerin tıkanması nedeniyle malzemenin iç gözenekleri genellikle işlevsiz kalması problemi yaşandı. Araştırmacılar bu sorunu çözmek için de COF'yi bir grafen tabakası üzerinde üretebildi.

Nihai olarak malzemenin organik boya moleküllerini tutmak için maksimum kapasitesini sağlamak adına ekip, tek atomlu bir grafen tabakası üzerinde iki nanometre kalınlığında bir COF tabakası yerleştirdi.

Ayrıca Bkz.Yüzeyleri antimikrobiyal yapan bakır nanotel sprey geliştirildi

Araştırmacılar, geliştirdikleri malzemenin çok fazla grafene gerek duymaması ve kirleticilerden temizlendikten sonra filtre olarak tekrar kullanılabilir olmasının maliyeti düşüreceğini belirtiyor.