Városi légszennyezés

Nagy mértékben tisztíthatja a levegőt egy új megoldás

A University of Limerick kutatói olyan új anyagot fejlesztettek ki, amely képes a levegőből a mérgező vegyi anyagokat megkötni.

A kutatók szerint az anyag nyomokban képes felfogni a levegőből a benzolt, egy mérgező szennyező anyagot, és ehhez döntően kevesebb energiát használ fel, mint a meglévő anyagok. A szivacsszerű porózus anyag forradalmasíthatja a tiszta levegő keresését, és jelentős hatással lehet az éghajlatváltozás elleni küzdelemben a kutatók szerint.


Michael Zaworotko professzor, a Limericki Egyetem Bernal Chair of Crystal Engineering and Science Foundation of Ireland kutatóprofesszora és kollégái fejlesztették ki az új anyagot, amelynek eredményeiről a Nature Materials című szaklapban számoltak be.

Az illékony szerves vegyületek (VOC), köztük a benzol a mérgező szennyező anyagok egy olyan osztálya, amely súlyos környezeti és egészségügyi problémákat okoz. A benzolnak a levegőből nyomkoncentrációban történő eltávolítására szolgáló technológiák kifejlesztése, valamint az alacsony energiafelhasználás mellett történő eltávolítás mindkettő olyan kihívás, amelyet eddig nem sikerült leküzdeni.

„Porózus anyagok egy családját – például szivacsot – fejlesztettük ki, amelyek képesek a szennyezett levegőből a benzol gőzét felfogni, és hosszú munkaidőn keresztül tiszta légáramot előállítani. Ezek az anyagok enyhe melegítés mellett könnyen regenerálhatók, így alkalmasak lehetnek a levegő tisztítására és a környezet helyreállítására. Anyagaink sokkal jobban teljesítenek mind érzékenységben, mind munkaidőben, mint a hagyományos anyagok”

– idézi Zaworotkót a Phys.

Zaworotko és Dr. Xiang-Jing Kong, az UL Kémiai Tudományok Tanszékének munkatársa, valamint Kína vezető egyetemeinek munkatársai fejlesztették ki az új porózus anyagot, amely olyan erős affinitást mutat a benzollal, hogy még akkor is felfogja a mérgező vegyi anyagot, ha az csak 1 rész a 100 000-ből van jelen.

Ez az anyag a svájci sajtra hasonlít, mert tele van lyukakkal, és a kutatók szerint ezek a lyukak vonzzák a benzolmolekulákat. Ami az energiát illeti, mivel a befogási folyamat nem kémiai, hanem fizikai kötésen alapul, a befogás és a felszabadítás energiaigénye sokkal kisebb, mint az előző generációs anyagoké.

„A gázkeverékek felbontása nehéz feladat. Ez különösen igaz a levegőt alkotó kisebb összetevőkre, amelyek közé tartozik a szén-dioxid és a víz. Az új anyagunk tulajdonságai azt mutatják, hogy a benzol esetében a bontás már nem nehéz”

– magyarázta Zaworotko.

Zaworotko laboratóriumának korábbi munkái a szén-dioxid-leválasztás és a vízgyűjtés terén vezető anyagokat eredményeztek. A vízgyűjtő anyag olyan kedvező tulajdonságokkal rendelkezik a légkörből származó víz megkötésére és felszabadítására, hogy már páramentesítő rendszerekben is használják.

Dr. Xiang-Jing Kong kifejtette:

„Az intelligens tervezésen alapuló anyagaink jól teljesítenek a technikai és társadalmi jelentőségű kihívások kezelésében, mint például a benzol nyomainak eltávolítása a levegőből. Ez a hagyományos anyagok számára nehéz feladat, és így kiemeli a porózus anyagok varázsát.”

Összességében ezek az eredmények azt sugallják, hogy az UL-ben feltalált típusú, testre szabott porózus anyagok új generációja lehetővé teheti a mérgező vegyi anyagok levegőből történő leválasztásának általános megközelítését.

„Az aromás izomereket nehéz elválasztani keverékeikben a hagyományos módszerekkel, amelyek mindig energiaigényesek. Ez a kutatás lehetőséget nyitott arra, hogy porózus anyagokat tervezzünk ezen vegyi anyagok hatékony elválasztására alacsony energiabefektetéssel, valamint más nyomnyi szennyező anyagok eltávolítására a levegőből”

– tette hozzá Dr. Xiang-Jing Kong.

Nyitókép: Shutterstock