گروهی از محققین دانشگاه ژاپنی اوساکا (Osaka University)، با بهره گرفتن از فناوری نانو، محصول جدیدی توسعه داده‌اند که با از بین بردن یون‌های فلزی سمی موجود در آب، به فیلتراسیون و سالم‌سازی آن کمک می‌کند. این محصول جدید که چیزی شبیه به جلبک‌های دریایی است، متشکل از نانوالیاف‌هایی می‌باشد که با جهت‌گیری‌های تصادفی، بازده حذف یون‌های کبالت (+Co2) را بالا می‌برد.

با افزایش جمعیت جهان، نیاز به آب آشامیدنی سالم نیز افزایش قابل توجهی یافته است. با این حال، یکی از مواردی که چالش دسترسی به منابع آب آشامیدنی را پیچیده‌تر می‌سازد، آلودگی این منابع به ضایعات صنعتی و فلزات سنگینی همچون کبالت یا پساب‌های آلوده به رادیواکتیو است. در واکنش به این موضوع، از تیتانات سدیم به شکل گسترده‌ای برای فیلتراسیون این مواد سمی استفاده می‌گردد. با این وجود، مشکل اینجا است که کارایی این روش، آنچنان که باید و شاید بالا نیست!

در راستای همین چالش جهانی، محققین ژاپنی به این موضوع ورود نموده تا کارایی تیتانات سدیم را با استفاده از فناوری نانو بالا برده و بهره‌وری فرایندهای سم‌زدایی از آب را بهبود دهند. تومویو گوتو (Tomoyo Goto)، از اعضای تیم تحقیق در این باره می‌گوید: «با افزایش روند گرم شدن زمین و آلودگی‌های جدی محیط‌زیست، نیاز به روش‌های ایمن برای حذف مواد رادیواکتیو و فلزات سنگین از منابع آب، جدی‌تر از قبل شده است».

تیتانات سدیم، یک ماده لایه‌ای دو بعدی است که ساختارش بر اساس ترکیب شیمیایی و روش تهیه آن، می‌تواند تا حدی متفاوت شود. نکته کلیدی این است که برای جذب مؤثرتر یون‌های رادیواکتیو یا فلزات سنگین، کنترل مورفولوژیکی تیتانات سدیم بسیار اهمیت دارد. بر همین اساس، محققین مؤسسه تحقیقات علمی و صنعتی دانشگاه اوساکا، روش جدیدی برای افزایش بهره‌وری این ماده کشف نموده‌اند. آن‌ها دریافتند که در فرایندهای سنتز هیدروترمال، افزایش زمان فرایند سنتز، می‌تواند بلورهای گرد را به شکل کشیده‌ در آورده و در نهایت، به نوعی الیاف مبدل کند. محصول نهایی، فیلترهایی به شکل جلبک دریایی و متشکل از نانوالیاف‌هایی با جهت‌گیری تصادفی است که با افزایش سطح، کارایی فرآیند حذف کبالت را به شدت افزایش می‌دهد.

در مقایسه با نمونه‌های تجاری موجود در بازار، تیتانات سدیم ابداعی در این روش، به لطف ساختار نانویی خود، عملکرد بهتری برای جذب یون‌های کبالت داشته و به همین دلیل، پتانسیل فراوانی برای تجاری‌سازی خواهد داشت. انتظار می‌رود که فناوری یاد شده، برای سایر سیستم‌های تصفیه فلزات سنگین و حذف رادیو نوکلئیدها از فاضلاب نیز بکار گرفته شود.

مرجع: «Nanowerk»