Endüstriyel atıklardan kaynaklanan sudaki toksik metallerin varlığı insan sağlığı için oldukça zararlıdır. Bu kirli sıvılar, yeraltı sularını yıllarca hatta on yıllar boyunca kirletebilir. Japonya’nın Nagoya Üniversitesi’ndeki bilim adamları, ağır metal iyonlarını sulardan daha etkili bir şekilde filtrelemek için elektrik yüklü nano karbon kullanarak suların temizlenmesine yardımcı olabilecek yeni bir teknoloji geliştirdiler. Yıllar boyunca, endüstriyel su kaynaklarından arsenik, demir cıva, kalay ve kurşun gibi toksik metallerin uzaklaştırılmasına yönelik bir dizi yaratıcı yaklaşımlar görülmüştür. Bunlar, metal iyonlarını, kuvartzdan yapılmış filtreleri ve kendinden tahrikli mikro robotları içermekteydi.
Diğer bir olasılık ise nano karbonların, kurşun ve cıva gibi ağır metal iyonlarına moleküler kuvvetler yoluyla bağlanma yeteneği sayesinde su arıtma uygulamalarında küçük karbon bazlı malzeme parçalarının kullanılmasıdır. Nagoya Üniversitesi bilim adamları ise üretim sürecini değiştirerek bu yöntemi daha da güçlendirmek istiyorlar.
Elektrikli Nano Karbon ile Temiz Su Kaynakları
Bilim insanları tarafından geliştirilmesi düşünülen buişlem, nano karbonların metallerle daha güçlü kimyasal bağlar oluşturabilen amino grupları gibi moleküllerle katkılanmasını içermektedir. Ekip bu olasılığı, fenolü karbon materyali olarak kullanarak ve amino grubundan APTES adı verilen bir bileşik ile karıştırarak incelemektedir. Bileşenler bir cam haznenin içine yerleştirildikten sonra 20 dakika boyunca yüksek voltajlı bir elektrik akımına maruz bırakılıyor. Bu da küçük iç gözeneklerinin yüzeyi de dahil olmak üzere, nano karbonun yüzeyi boyunca eşit olarak amino gruplarının oluşumuna yol açıyor.
Nagoya Üniversitesinden Nagahiro Saito, bu tek adımlı sürecin gözenekli nano karbonun dış ve iç yüzeylerinde amino gruplarının bağlanmasını kolaylaştırdığını bildirmektedir. Bu işlemden sonra ise yüzeye tutunma kapasitelerinin büyük ölçüde arttığının altını çizmektedir. Ekip daha sonra yaptığı deneylerde nano karbonu test etmiştir ve performansını geleneksel yollarla üretilen diğer nano karbolanlar ile karşılaştırmıştır. Elektrik yüklü nano karbon, diğer herhangi bir nano karbonun en yüksek yüzeye tutunma kapasitesine sahiptir. Ayrı bir deneyde ise ekip, nano karbonları bakır, çinko ve kadmiyum metal iyonlarını içeren 10 yüzeye tutunma döngüsünden geçirmiştir. Performansının her seferinde azalmasına rağmen, bu azalmanın küçük olduğunu ve bunun yüksek derecede yeniden kullanılabileceğini belirtmektedirler.
Bu tarz gelişmeler su kıtlığının yaşanılacağının ve hala yer yüzünde suya dayalı problemler yaşanıldığı düşünüldüğünde gelecek için umut vermektedir. Nagahiro Saite konu hakkında, bu sürecin su arıtma maliyetlerini azaltmaya yardımcı olabileceğini ve 2030 yılına kadar herkes için güvenli ve uygun fiyatlı içme suyuna evrensel ve adil erişim sağlamaya daha da yaklaştırabileceğini bildirmektedir.
Kaynak
https://newatlas.com/materials/electrified-nanocarbons-water-toxic-heavy-metals/
Yorumlar