Φωτοκαταλυτική απομάκρυνση οργανικών μικρο-ρύπων από την υδατική φάση χρησιμοποιώντας διοξείδιο του τιτανίου συζευγμένο με γραφένιο ως φωτοκαταλύτη!

ΑΠΟ ΤΟ ΔΙΕΘΝΕΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΝΕΡΟΥ ΝΗΡΕΑΣ

Ένα πρωτοποριακό ερευνητικό πρόγραμμα έχει θέσει σε εφαρμογή το Διεθνές Eρευνητικό Kέντρο Nερού ΝΗΡΕΑΣ αναφορικά με τη σύνθεση καινοτόμων καταλυτών γραφενίου και διοξειδίου του τιτανίου και την περαιτέρω χρήση τους για την απομάκρυνση ξενοβιοτικών ενώσεων από επεξεργασμένα αστικά λύματα.

Το ερευνητικό πρόγραμμά «PhotoGraph»  ΑΕΙΦΟΡΙΑ/ΑΣΤΙ/0311(ΒΙΕ)/33), έχει ανάδοχο φορέα το Διεθνές Eρευνητικό Kέντρο Nερού ΝΗΡΕΑΣ σε συνεργασία με το Εργαστήριο ΓΑΙΑ – Μηχανικής Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Κύπρου και επιστημονική υπεύθυνη την Επίκουρη Καθηγήτρια Δέσπω Φάττα-Κάσινου, και εταίρους το Πολυτεχνείο Κρήτης και την εταιρία S.K Euromarket LTD.

Το εν λόγω έργο, το οποίο χρηματοδοτείται από τo Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης και την Κυπριακή Δημοκρατία μέσω του Ιδρύματος Προώθησης Έρευνας Κύπρου, ξεκίνησε τον Μάιο του 2012 και θα διαρκέσει 24 μήνες.

Το γραφένιο θεωρείται το πιο λεπτό, ισχυρό και ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό στον κόσμο. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων έχει χαρακτηριστεί ως το «θαυματουργό υλικό του 21ου αιώνα».Ως αποτέλεσμα των ιδιοτήτων του, η επιστημονική κοινότητα έχει δείξει ιδιαίτερο ενδιαφέρον στην έρευνα και ανάπτυξη υλικών τα οποία περιέχουν γραφένιο.Οι πιθανές χρήσεις του γραφενίου είναι περισσότερες από μία σύμφωνα με το Δρ. Αντρέ Γκέιμ, έναν από τους δύο κατόχους του βραβείου Νόμπελ για την έρευνα του στην ανακάλυψη και επεξεργασία του γραφενίου.

Στους Δρ. Αντρέ Γκέιμ και Δρ. Κονσταντίν Νοβοσέλοβ, οι οποίοι είναι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, έχει απονεμηθεί το βραβείο Νόμπελ το 2010 για τη απομόνωση των στρωμάτων του γραφενίου με την απλή χρήση κολλητικής ταινίας.Το γραφένιο αποτελείται από ένα μόνο στρώμα ατόμων άνθρακα διατεταγμένων σε εξαγωγικό πλέγμα (Διάγραμμα 1).

Διάγραμμα 1 – Όψεις του μονού στρώματος άνθρακα που σχηματίζει το γραφένιο.

Το γραφένιο είναι επίσης το βασικό δομικό υλικό για όλα τα γραφιτικά υλικά σε όλες τις διαστάσεις, και μπορεί να διπλωθεί ή να αλλάξει σχήμα για να σχηματίσει άλλα υλικά όπως τα φουλερένια και οι νανοσωλήνες (Διάγραμμα 2).

Διάγραμμα 2 – Σχηματισμός γραφενίου σε νανοσωλήνα και φουλερένιο.

Οι φαρμακευτικές ουσίες οι οποίες χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο καθώς και τα προϊόντα μεταβολισμού τους, μεταφέρονται στις μονάδες βιολογικού καθαρισμού ενώ στη συνέχεια καταλήγουν στο περιβάλλον μέσω της διοχέτευσης των επεξεργασμένων λυμάτων σε υδάτινα σώματα, είτε για σκοπούς άρδευσης είτε για τον εμπλουτισμό του υδάτινου υδροφορέα.

Αυτό συμβαίνει γιατί οι συμβατικές βιολογικές μέθοδοι επεξεργασίας δεν είναι ικανές να απομακρύνουν και να διασπάσουν τέτοιες ενώσεις οι οποίες χαρακτηρίζονται από υψηλή σταθερότητα και ανθεκτικότητα.Η μελέτη της επίδρασης των φαρμακευτικών ενώσεων στο περιβάλλον παρουσιάζει τα τελευταία έτη αυξανόμενο ενδιαφέρον.

Οι επιστήμονες τα τελευταία χρόνια, στην προσπάθεια τους να αναπτύξουν καινοτόμες μεθόδους απομάκρυνσης των ουσιών αυτών από τα υγρά απόβλητα, έχουν κατευθύνει την ερεύνά τους στο πεδίο των νανουλικών όπως είναι το γραφένιο, του οποίου οι ιδιότητες το καθιστούν ιδιαίτερα αποτελεσματικό.

Το γραφένιο και τα παράγωγα του μπορούν να ενεργοποιηθούν παρουσία του ηλιακού φωτός και να χρησιμοποιηθούν για την αποικοδόμηση φαρμακευτικών ουσιών που περιέχονται  στα υγρά απόβλητα.

Ο καινοτόμος χαρακτήρας του ερευνητικού προγράμματος «PhotoGraph» βασίζεται στη σύνθεση καινοτόμων καταλυτών γραφενίου και διοξειδίου του τιτανίου και στη χρήση αυτών για την αποικοδόμηση επιλεγμένων φαρμακευτικών ενώσεων σε νερά και δευτεροβάθμια επεξεργασμένα λύματα  έτσι ώστε να είναι δυνατή η ασφαλής επαναχρησιμοποίησή τους στη γεωργία ή για άλλους σκοπούς.

Το έργο αυτό δίνει μια πολύ καλή ευκαιρία στην ερευνητική ομάδα να μελετήσει τις ιδιότητες αυτού του μοναδικού υλικού και να αξιολογήσει την απόδοση των φωτοκαταλυτικών ιδιοτήτων του ως προς την απομάκρυνση διάφορων φαρμακευτικών ενώσεων στα νερά και στα υγρά απόβλητα.

 Το έργο PhotoGraph (ΑΕΙΦΟΡΙΑ/ΑΣΤΙ/0311(ΒΙΕ)/33) συγχρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης και την Κυπριακή Δημοκρατία μέσω του Ιδρύματος Προώθησης Έρευνας.

 

 ©Typologos.com 2012. Οι φωτογραφίες προέρχονται από το Διαδίκτυο: http://www.quirkyscience.com/graphene-isolation-characterization-application-and-production/ και τους A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, Physics World, 2006.

ΚΑΝΕΝΑ ΣΧΟΛΙΟ

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

twenty + one =