به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، محققان در پژوهشی جدید به بررسی روشی نوین برای گندزدایی آب پرداختهاند که بر پایه مواد پیشرفته و واکنش با نور است و میتواند مسیرهای تازهای برای بهبود کیفیت آب آشامیدنی پیش روی پژوهشگران قرار دهد.
آذین نادی از پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی به همراه سه همکار دانشگاهی خود، پژوهشی را در زمینه گندزدایی آب انجام دادهاند.
این پژوهش بهطور کلی بر بررسی توانایی یک ماده فتوکاتالیستی برای از بین بردن باکتری E. coli تمرکز دارد.
در این مطالعه، پژوهشگران تلاش کردهاند بررسی کنند که آیا میتوان با استفاده از یک ترکیب مبتنی بر کربن و نیتروژن و با کمک نور، عملکرد بهتری نسبت به برخی روشهای متداول به دست آورد یا خیر. این تیم دانشگاهی با تکیه بر توان علمی و آزمایشگاهی خود، عملکرد این ماده را در شرایط مختلف مورد ارزیابی قرار داده است.
هدف اصلی پژوهش حذف باکتری اشریشیا کلی از محلولهای آبی با استفاده از فتوکاتالیستی به نام «کربن نیترید گرافیتی» بوده است.
این ماده با استفاده از پیشمادهای به نام ملامین و از طریق فرایند حرارتی سنتز شده است. برای اطمینان از صحت ساختار و ویژگیهای این ماده، آزمایشهای مختلفی مانند بررسی ساختار بلوری، اندازه سطح و مشاهده شکل ظاهری ذرات انجام شده است.
سپس، برای سنجش توان ضدباکتریایی، از آزمونهای آزمایشگاهی ساده استفاده شد تا میزان زندهمانی باکتریها پس از تماس با این ماده در شرایط نوری و بدون نور بررسی شود.
یافتههای پژوهش نشان دادند که فتوکاتالیستهای سنتز شده توانایی مناسبی در حذف باکتری E. coli تحت تابش نور مرئی دارند. در میان نمونههای مختلف، نمونهای که در دمای ۵۵۰ درجه سانتیگراد و با جریان مشخصی از گاز نیتروژن ساخته شده بود، عملکرد بهتری از خود نشان داد. این ماده توانست در شرایط آزمایشگاهی و تحت نور مرئی، باکتری موجود در محلول آبی را بهطور کامل از بین ببرد؛ موضوعی که توجه پژوهشگران را به نقش شرایط سنتز در افزایش کارایی جلب کرد.
بر اساس جمعبندی نتایج فوق که در فصلنامه «آب و توسعه پایدار» وابسته به دانشگاه فردوسی مشهد منتشر شدهاند، میتوان گفت که استفاده از نور مرئی در کنار این فتوکاتالیست نقش مهمی در افزایش خاصیت ضدباکتریایی آن داشته است.
مقایسه شرایط نوری و تاریکی نشان داد که فعال شدن این ماده در حضور نور، عامل اصلی تخریب باکتریها است. این نتیجه تأیید میکند که فرآیند فتوکاتالیستی، یعنی استفاده از نور برای فعالسازی یک ماده و تولید گونههای فعال میتواند روشی مؤثر برای گندزدایی آب باشد.
اطلاعات تکمیلی پژوهش نشان میدهند که تغییر نرخ جریان گاز نیتروژن در هنگام ساخت این ماده، تأثیر مستقیمی بر ساختار فیزیکی آن دارد.
با کاهش این جریان، سطح تماس ماده افزایش یافته و همین موضوع باعث بهبود عملکرد ضدباکتریایی شده است. افزایش سطح ویژه به این معناست که تماس بیشتری میان ماده و باکتریها برقرار میشود و فرایند تخریب مؤثرتر انجام میگیرد. این ویژگی میتواند در طراحی مواد کارآمدتر برای تصفیه آب بسیار مهم باشد.
اما با وجود نتایج امیدوارکننده، پژوهشگران تأکید کردهاند که این ماده در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شده است. برای استفاده صنعتی، نیاز به مطالعات بیشتر درباره پایداری طولانیمدت، امکان تولید انبوه و بررسی دقیق سازوکار واکنشها وجود دارد.
با این حال، این پژوهش نشان میدهد که تغییرات ساده و کمهزینه در فرایند ساخت مواد میتواند راه را برای روشهای نوین و سازگارتر با محیطزیست در تصفیه آب هموار کند.
