Πώς λειτουργεί και τι προσφέρει η ανακάλυψή τους στον καθαρισμό των μολυσμένων υδάτων σε ποτάμια και λίμνες.
Μία λεπτή, πολλαπλών χρήσεων κουβέρτα, που επιπλέει στο νερό και ενεργοποιείται από τον ήλιο, ανέπτυξαν επιστήμονες στις ΗΠΑ για να καθαρίζουν τα μολυσμένα ποτάμια και τις λίμνες.
Η ηλιακή κουβέρτα τους αποτελείται από ένα ειδικό υλικό, το οποίο χρησιμοποιεί τον ήλιο για να διασπάσει τους επιβλαβείς ρύπους σε αέρα και νερό. Με αυτό τον τρόπο παρέχει έναν φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο καθαρισμού των μολυσμένων υδάτων.
Επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας που την ανέπτυξε στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο (OSU), είναι μία Ελληνίδα φυσικός από τη Θεσσαλονίκη.
Όπως γράφουν οι ερευνητές στην επιστημονική επιθεώρηση Advanced Science, δημιούργησαν ένα λεπτό στρώμα πολυμερούς, με πάχος λίγα νανόμετρα. Αυτό επιπλέει στο νερό όπως το στρώμα θαλάσσης. Αντί όμως να χρησιμοποιείται για λόγους αναψυχής, καθαρίζει το νερό από τους ρύπους.
Το ελαφρύ υλικό παράγει επίσης ενέργεια χρησιμοποιώντας το φως του ήλιου. Μπορεί να αποτελέσει μία χαμηλού κόστους λύση για περιβαλλοντική αποκατάσταση σε περιοχές με περιορισμένους πόρους, λένε οι ερευνητές.
Διοξείδιο του τιτανίου
Το στρώμα αποτελείται από νανοΐνες διοξειδίου του τιτανίου (TiO₂). Δημιουργήθηκαν με μία μέθοδο που λέγεται ηλεκτροϊνοποίηση (electrospinning) και βασίζεται στην άσκηση ηλεκτρικού φορτίου σε ένα υγρό, για να δημιουργηθούν εξαιρετικά λεπτές ίνες. Όταν οι νανοΐνες εκτεθούν στον ήλιο, συγκεντρώνουν την ηλιακή ακτινοβολία για να διασπάσουν τους ρύπους μέσω της φωτοκατάλυσης.
Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται ευρέως στα φωτοβολταϊκά συστήματα και τα αυτοκαθαριζόμενα υλικά. Η φωτοκαταλυτική δραστηριότητά του, όμως, τυπικά περιορίζεται στο φάσμα της υπεριώδους ακτινοβολίας (UV), το οποίο είναι μικρό τμήμα του ηλιακού φάσματος.
Για να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα του δικού τους υλικού, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν χαλκό στη μήτρα των ινών. Έτσι αύξησαν την ικανότητά του να απορροφά το ορατό φάσμα και την απόδοσή του όταν εκτίθεται στο φως του ήλιου.
«Δεν ήταν εύκολο να δημιουργήσουμε κάτι σαν κουβέρτα που θα επέπλεε στο νερό και θα παρήγαγε ενέργεια», δήλωσε η επιβλέπουσα ερευνήτρια δρ Πελαγία-Ειρήνη Γκούμα, καθηγήτρια Επιστήμης & Μηχανικής Υλικών στο OSU. «Τα καταφέραμε όμως και αποδείξαμε ότι το υλικό μας όντως είναι αποτελεσματικό».
Όπως εξήγησε, όταν το διοξείδιο του τιτανίου απορροφά το φως, σχηματίζονται ηλεκτρόνια που οξειδώνουν το νερό και επιτίθενται στους ρύπους. Τα ηλεκτρόνια σταδιακά τους καταστρέφουν, έως ότου καταστούν καλοήθεις. Η διαδικασία αυτή εντείνεται και γίνεται ακόμα πιο αποτελεσματική όταν συνδυάζεται με τον χαλκό.
Καθαρό πόσιμο νερό
Οι ερευνητές λένε ότι με αυτό τον τρόπο το στρώμα τους μπορεί να αποτελέσει σημαντικό βοήθημα για τον καθαρισμό ποταμιών και λιμνών στις αναπτυσσόμενες χώρες, όπου είναι δύσκολο να βρεθεί καθαρό πόσιμο νερό.
Εξίσου σημαντικό είναι το γεγονός ότι το υλικό δεν παράγει επικίνδυνα υποπροϊόντα, όπως συμβαίνει με άλλα ηλιακά συστήματα.
«Είναι ασφαλές, δεν βλάπτει σε κάτι και καθαρίζει αποτελεσματικά το νερό», τόνισε η δρ Γκούμα. «Έχουμε τα εργαλεία να το παράγουμε σε μεγάλες ποσότητες. Ο μοναδικός περιορισμός είναι να βρεθεί κάποιος που θα θέλει να το αξιοποιήσει».
Φωτογραφία: iStock
