Nowa metoda dezynfekcji wody
Zespół badaczy z Chińskiej Akademii Nauk oraz Uniwersytetu Yangzhou stworzył materiał, którego bazę stanowi grafitowy azotek węgla (g-C3N4). Podobnie jak popularny grafen tworzy on płaskie struktury o grubości jednego atomu, które często - w uproszczeniu - określane są mianem dwuwymiarowych. Z uwagi na swoją wyjątkową budowę oraz właściwości związek ten wzbudza od kilku lat zainteresowanie świata naukowego. Bada się go pod kątem wykorzystania m.in. jako półprzewodnik (do przechowywania energii) lub katalizator w reakcjach inicjowanych światłem (tzw. fotokataliza).
To właśnie wspomniana fotokataliza odpowiada za wydajną dezynfekcję wody. Zasada działania jest prosta - materiał pełniący funkcję fotokatalizatora absorbuje promieniowanie ultrafioletowe umożliwiając tworzenie się reaktywnych form tlenu (ROS, od ang. Reactive Oxygen Species) z występujących w wodzie cząsteczek tego pierwiastka. To właśnie ROS z uwagi na swój rodnikowy charakter są doskonałą bronią w walce z drobnoustrojami.
Istnieje wiele bardzo wydajnych fotokatalizatorów metalicznych, które sprawdziłyby się w tej roli. Niestety ich stosowanie prowadzi do zanieczyszczenia wody resztkami katalizatora, co często wyklucza jej późniejsze wykorzystanie. Bardziej przyjazne dla środowiska są fotokatalizatory niemetaliczne (np. oparte na grafenie), jednak ich wydajność do niedawna pozostawała niewielka.
W eksperymencie opisanym przez twórców na łamach czasopisma Chem wykorzystano próbkę wody zanieczyszczoną bakteriami Escherichia coli. Badany prototyp w ciągu niespełna 30 minut zniszczył 99,9% drobnoustrojów. To pięciokrotnie szybciej niż jakikolwiek znany dotychczas fotokatalizator niemetaliczny. Rozwiązanie zaproponowane przez chińskich naukowców może więc przyczynić się do szerszego wykorzystania fotokatalizy do dezynfekcji wody i stanowi wartościową alternatywę dla stosowanych obecnie zabiegów chlorowania czy dezynfekcji ozonem.
źródło: Sciencealert.com, zdjęcie: Commons.wikimedia.org
