Δευτέρα, 15 Απριλίου 2013

ΝΑΝΟΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ ΔΙΑΣΠΟΥΝ ΡΥΠΟΥΣ


Νανοσύνθετα υλικά διασπούν ρύπους

Αποτελεσματικά και οικονομικά υλικά, που μπορούν να περιορίσουν σημαντικά την περιβαλλοντική ρύπανση, ανακάλυψε το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Ορυκτολογίας του τομέα Ορυκτών Πρώτων Υλών του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών.
Εικόνα ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης, που δείχνει τον επιμήκη αλλοϋσίτη, πάνω στον οποίο έχουν επικαθήσει κρύσταλλοι ανατάση μεγέθους περίπου 15 - 30 νανομέτρωνΕικόνα ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης, που δείχνει τον επιμήκη αλλοϋσίτη, πάνω στον οποίο έχουν επικαθήσει κρύσταλλοι ανατάση μεγέθους περίπου 15 - 30 νανομέτρωνΑρκεί μια απλή επίστρωσή τους σε εσωτερικές ή εξωτερικές επιφάνειες κτηρίων, ιδιαίτερα σε χώρους όπου οι συγκεντρώσεις των ρύπων μπορούν να είναι αυξημένες (π.χ. από καύση λιγνίτη), και το... θαύμα γίνεται. Τα υλικά αυτά, υπό την επίδραση του φωτός, μπορούν να διασπάσουν όχι μόνο ανόργανους ρύπους, όπως τα οξείδια του αζώτου που είναι συνυπεύθυνα για το φαινόμενο του θερμοκηπίου, αλλά και οργανικούς ρύπους, όπως το τολουόλιο, το οποίο προκαλεί σοβαρές βλάβες στα ανθρώπινα κύτταρα.
Η πολυεθνική ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Δ. Παπούλη, επίκουρο καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών, και τον Δ. Παναγιωτάρα, διδάκτορα γεωχημικο-περιβαλλοντολόγο, ένωσε τις δυνάμεις της και δημιούργησε τις νανοσύνθετες αυτές δραστικές ουσίες. Χρησιμοποιώντας αργιλικά ορυκτά και ειδικότερα αλλοϋσίτη και παλυγορσκίτη ως υπόστρωμα, συνέθεσαν νανοκρυστάλλους TiO2 στην κρυσταλλική τους μορφή που ονομάζεται ανατάση, τους οποίους διέσπειραν στις επιφάνειες των αργιλικών ορυκτών.
Μέθοδος παραγωγής
Τα νανοσύνθετα παρήχθησαν με τη μέθοδο κολλοειδούς διαλύματος σε πήκτωμα, χρησιμοποιώντας αλκοξείδιο του τιτανίου ως διάλυμα διασποράς-επικάθησης. Αφού τα νανοσύνθετα ελέγχθησαν ως προς την παρασκευή τους, στη συνέχεια μελετήθηκε η αποτελεσματικότητά τους στη διάσπαση ρύπων. Τέλος, προσδιορίστηκε η φωτοκαταλυτική τους δράση στη διάσπαση αερίων ρύπων και πτητικών οργανικών ρύπων.
Οπως διαπίστωσαν οι επιστήμονες, η αποδόμηση των παραπάνω ρύπων πραγματοποιήθηκε σε πολύ υψηλό βαθμό, έως και 1.600% μεγαλύτερο σε σχέση με το πρότυπο δείγμα TiO2, που χρησιμοποιείται διεθνώς. Η δημιουργία των νανοσύνθετων θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική, γιατί -εκτός από την αποτελεσματικότητά τους- ο τρόπος σύνθεσής τους είναι ιδιαίτερα οικονομικός, καθώς χρησιμοποιούνται ορυκτά χαμηλού κόστους και η παραγωγή τους απαιτεί χαμηλές θερμοκρασίες φούρνου (180oC, για 5 ώρες).
Τα αργιλικά ορυκτά που χρησιμοποιούνται προέρχονται από τον ελληνικό χώρο, και συγκεκριμένα από τα Γρεβενά ο παλυγορσκίτης και από τη Λήμνο ο αλλοϋσίτης. Τα συστατικά των νανοσύνθετων συνδέονται μεταξύ τους με συνεκτικούς δεσμούς που τα καθιστούν πιο ανθεκτικά στο χρόνο και ενδεχομένως και στις καιρικές συνθήκες, ενώ είναι φιλικά προς το περιβάλλον.