Czystsze powietrze dzięki kompozytom fulerenowym

Badacze korzystający z dofinansowania UE opracowali kompozyty do budowy układów klimatyzacji zawierające fulereny i nanometale. Nowe układy przyczynią się do poprawy jakości powietrza poprzez unieszkodliwianie patogenów przenoszonych drogą powietrzną, w tym bakterii i wirusów.

Technologie przemysłowe

W klimatyzatorach i wieżach chłodniczych panują warunki sprzyjające rozwojowi patogenów. Ma to negatywne konsekwencje dla zdrowia ludzkiego i środowiska. Kontrola rozwoju drobnoustrojów ma również znaczenie dla globalnego bezpieczeństwa żywieniowego w związku z psuciem się żywności. Fulereny to nietoksyczne cząsteczki węglowe przyjmujące postać pustych kul lub innych kształtów. W obecności tlenu i światła fulereny powodują przechodzenie stabilnych cząsteczek tlenu w niestabilny stan singletowy, co hamuje rozwój patogenów. W ramach projektu NANO_GUARD (Fullerene-based systems for oxidative inactivation of airborne microbial pathogens) zajęto się ulepszaniem jakości powietrza poprzez stosowanie nanokompozytów w układach klimatyzacji. Międzynarodowa współpraca badawcza umożliwiła partnerom projektu wymianę wiedzy i zwiększanie potencjału badawczego. Pomyślnie scharakteryzowano i zsyntetyzowano cienkie i grube warstwy o nanostrukturze wykonane z nanokompozytów fulerenowych oraz układy na bazie tlenków nanometali. Stosując techniki odlewania taśmowego, sitodruku i prasowania z wysokim ciśnieniem, badacze uzyskali kontrolę nad strukturą krystaliczną, porowatością i stanem powierzchni. Zastosowanie techniki osadzania próżniowego pozwoliło umieszczać cząsteczki fulerenów w osnowach z porowatych nanomateriałów ceramicznych, w tym dwutlenku cyrkonu i tlenku glinu. Wykorzystując wyniki testów fotosensybilizacji materiałów światłem widzialnym i słonecznym, odpowiednio zmodyfikowano opracowane konstrukcje układów utleniających na bazie fulerenów i nanometali. Wysiłki projektu NANO_GUARD skoncentrowano na określeniu skuteczności hamowania rozwoju różnych patogenów przenoszonych w wodzie i powietrzu, w tym bakterii, wirusów i grzybów, przez układy utleniające na bazie fulerenów i nanometali. Badacze przeprowadzili testy zgodności biologicznej oraz określili parametry maksymalizujące efektywność układu. Ciekawym kierunkiem badań było odkrycie i zweryfikowanie zdolności kompozytów na bazie C60 do hamowania powstawania fibryli amyloidowych. Może to być cenna informacja z punktu widzenia prac nad leczeniem neurodegeneracyjnej choroby Alzheimera. Wyniki badań umożliwiły dopracowanie i stworzenie prototypów laboratoryjnych NANO_GUARD wykorzystujących fulereny i tlenki nanometali. Wykazały one silne działanie antybakteryjne i/lub antywirusowe podczas naświetlania. Działania projektu NANO-GUARD powinny docelowo umożliwić wprowadzenie na rynek tanich i ekologicznych systemów uzdatniania powietrza. Pozwoliłoby to poprawić jakość powietrza w domach, biurach i szkołach, ale również w magazynach i innych składach.