Materiały eliminujące zanieczyszczenia
Zanieczyszczenie powietrza i wody stanowi poważne zagrożenie dla stanu naszej planety i zdrowia jej mieszkańców. Opracowanie opłacalnych i bezpiecznych materiałów i metod do czyszczenia powietrza i wody jest dla badaczy europejskich priorytetem. W ramach finansowanej ze środków UE inicjatywy LIMPID (Nanocomposite materials for photocatalytic degradation of pollutants) opracowano materiały o nanostrukturze, które rozkładają zanieczyszczenia z użyciem energii słonecznej. Materiały te, tak zwane fotokatalizatory, można wykorzystywać w polimerach, membranach i kulkach jako nowe narzędzia do usuwania zanieczyszczeń z powietrza i wody. Nanomateriały zawierające dwutlenek tytanu w roli fotokatalizatora są już dziś powszechnie używane do rozkładania zanieczyszczeń organicznych, między innymi alkoholi i fenoli, na związki nieszkodliwe. Partnerzy projektu LIMPID zajęli się zwiększaniem zakresu wykorzystania i wydajności fotokatalizatorów poprzez zastosowanie w jednym materiale kilku różnych rodzajów nanocząsteczek fotokatalitycznych. Uzyskane w ten sposób innowacyjne materiały aktywowane światłem ultrafioletowym i widzialnym można następnie przetwarzać do postaci powłok samoczyszczących, fotokatalitycznych reaktorów membranowych i folii bakteriobójczych. Ponieważ osadzenie nanocząsteczek fotokatalitycznych w osnowie organicznej grozi jej zniszczeniem, dla potrzeb projektu LIMPID wykorzystano nowatorskie nośniki w postaci polimerów fluoryzowanych i organiczno-nieorganicznych polimerów hybrydowych. Nanocząsteczki rozprowadzone w tych polimerach nie mogą przeniknąć do wody ani powietrza, co pozwala ograniczyć ryzyko zanieczyszczenia nimi środowiska. Po przygotowaniu różnorodnych materiałów nanokompozytowych badacze porównali ich skuteczność z konwencjonalnymi technikami oczyszczania. Stwierdzono, że wyjątkowe właściwości nanomateriałów przyniosą największe korzyści tam, gdzie zawodzą inne, tańsze metody oczyszczania. Z wód ściekowych szczególnie trudno usuwa się na przykład leki, środki higieny osobistej i związki zaburzające gospodarkę hormonalną. W tych przypadkach opracowane w projekcie LIMPID materiały zawierające nanokompozyty fotokatalityczne mogą służyć do całkowitego usuwania wszelkich szkodliwych związków pozostałych po podstawowym procesie oczyszczania ścieków. Nanokatalizatory LIMPID można osadzać w różnorodnych podłożach, w tym metalach, ceramice i szkle, przez co nadają się do różnorodnych zastosowań oczyszczania. Można tu wskazać na przykład powłoki do fasad budynków usuwające zanieczyszczenia z powietrza lub tekstylia unieszkodliwiające bakterie Escherichia coli i podobne.
Słowa kluczowe
Zanieczyszczenie, zanieczyszczenia, polimery, LIMPID, nanokompozyty, fotokatalizatory
