Pas lekelerini suya dökmek çoğu zaman onu daha da kirletir. Sadece araştırmacılar, “akıllı pas” adını verdikleri ve aslen onu daha temiz icra eden hususi demir oksit nanoparçacıkları geliştirdiler. Akıllı pas, parçacıkların kaplamasına bağlı olarak yağ, nano- ve mikroplastikler ve herbisit glifosat şeklinde birçok maddeyi çekebilir. Ve nanoparçacıklar manyetik olduklarından, kirletici maddelerle beraber bir mıknatısla sudan kolayca çıkarılabilirler. Şimdi ekip, suda yaşayan yaşam için potansiyel olarak zararı dokunan olan östrojen hormonlarını yakalamak için parçacıkları değiştirdiklerini bildiriyor.
Araştırmacılar neticelerini bugün American Chemical Society’nin (ACS) güz toplantısında sunacaklar.
Projenin baş araştırmacısı Ph.D. Marcus Halik, “Bizim ‘akıllı pas’ımız ucuz, zehirsiz ve geri dönüştürülebilir” diyor. “Ve her türlü kirletici madde için kullanımını gösterdik ve bu tekniğin su arıtımını mühim seviyede iyileştirme potansiyelini gösterdik.”
Halik’in araştırma ekibi, uzun senelerdir kirleticileri sudan uzaklaştırmanın çevre dostu yollarını araştırıyor. Kullandıkları temel malzemeler, süperparamanyetik formdaki demir oksit nanoparçacıklarıdır, doğrusu mıknatıslar tarafınca çekilirler, sadece birbirlerine çekilmezler, böylece parçacıklar topaklanmaz.
Onları “akıllı” hale getirmek için ekip, fosfonik asit moleküllerini nanometre büyüklüğündeki kürelere tutturmak için bir teknik geliştirdi. Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg’den Halik, “Demir oksit çekirdeklerine bir molekül tabakası ilave ettikten sonra, bu parçacıkların yüzeylerinden çıkan tüyler şeklinde görünüyorlar” diyor. Sonrasında, fosfonik asitlerin öteki tarafına neyin bağlı bulunduğunu değiştirerek, araştırmacılar nanopartiküllerin yüzeylerinin özelliklerini değişik kirletici türlerini kuvvetli bir halde adsorbe edecek şekilde ayarlayabilirler.
Akıllı pasın ilk versiyonları, Akdeniz’den toplanan sudan ham petrolü ve araştırmacıların üniversitesinin yakınında toplanan gölet suyundan glifosatı hapsetti. Ek olarak ekip, akıllı pasın laboratuvar ve dere suyu örneklerine eklenen nano ve mikroplastikleri kaldırabileceğini gösterdi.
Şimdiye kadar ekip, çoğunlukla büyük miktarlarda bulunan kirleticileri hedef aldı. Görüşmede yeni bir emek verme sunan yüksek lisans talebesi Lukas Müller, hormonlar şeklinde iz kirleticileri çekmek için pas nanoparçacıklarını değiştirip değiştiremeyeceğini öğrenmek istedi. Vücudumuzun bazı hormonları atıldığında, atık suya akıtılır ve sonunda su yollarına karışır. Naturel ve bileşik östrojenler bu tür bir hormon grubudur ve bu kirleticilerin ana kaynakları insanlardan ve çiftlik hayvanlarından meydana gelen atıkları ihtiva eder. Müller, çevrede östrojen miktarının fazlaca düşük bulunduğunu ve bundan dolayı ortadan kaldırılmasının zor bulunduğunu söylüyor. Gene de, bu bileşiklerin düşük seviyelerinin insanoğlu üstündeki uzun dönemli tesirleri tam olarak bilinmemekle beraber, bu seviyelerin bile bazı nebat ve hayvanların metabolizmasını ve üremesini etkilediği gösterilmiştir.
Müller, “En yaygın östrojen, estradiol ve peşinden benzer moleküler yapıları paylaşan öteki dört türevle başladım” diyor. Östrojen molekülleri, hacimli bir steroid gövdeye ve hafifçe negatif yüklere haiz parçalara haizdir. Her iki özellikten de yararlanmak için demir oksit nanoparçacıklarını iki set bileşikle kapladı: biri uzun, diğeri pozitif yüklü. İki molekül kendilerini nanoparçacıkların yüzeyinde organize ettiler ve araştırmacılar, beraber östradiolü çeken ve onu yerinde tutan milyarlarca “cep” oluşturduklarını varsayıyorlar.
Bu cepler çıplak gözle görülemeyeceği için Müller, bu östrojen tutucu ceplerin var bulunduğunu doğrulamak için yüksek teknoloji ürünü aletler kullanıyor. Ön sonuçlar, hormonların laboratuvar örneklerinden verimli bir halde çıkarıldığını gösteriyor, sadece araştırmacıların cep hipotezini doğrulamak için katı hal nükleer manyetik rezonans spektroskopisinden ve ufak açılı nötron saçılımından ek deneylere bakmaları gerekiyor. Müller, “Moleküllerin nanopartiküllerin yüzeyinde gerçekte iyi mi bir araya geldiklerini idrak etmek için değişik yapboz parçaları kullanmaya çalışıyoruz” diye açıklıyor.
Gelecekte, ekip bu parçacıkları gerçek dünyadaki su örnekleri üstünde kontrol edecek ve yine kullanılabilecekleri sayıyı belirleyecek. Her bir nanoparçacık, fazlaca sayıda cebe haiz yüksek bir yüzey alanına haiz olduğundan, araştırmacılar, birden fazla su örneğinden östrojenleri çıkarabilmeleri icap ettiğini ve böylece temizlik başına maliyeti azaltabilmeleri icap ettiğini söylüyorlar. Halik, “Bu parçacıkların yine yine geri dönüştürülmesiyle, bu su arıtma yönteminin maddi tesiri fazlaca ufak olabilir” diye sözlerini tamamlıyor.
Video: https://youtu.be/R3l28NOLzSU
Araştırmacılar, Alman Araştırma Vakfı, Alman Federal Çevre Vakfı ve Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg’in desteğini ve finansmanını kabul ediyor.
Source: www.sciencedaily.com