به گزارش نیوزتل، پژوهشگران دانشگاه «پرینستون» با استفاده از گیاه «لیف»، نوعی هیدروژل ابداع نموده اند که می تواند آب را به صورت کارآمد تصفیه کند.
به گزارش نیوزتل به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، باآنکه پیش تر سیستم هایی را دیده ایم که از نور خورشید برای تصفیه آب آلوده استفاده می نمایند، اما خروجی آنها اغلب بسیار محدود است. یک هیدروژل جدید که در ساخت آن از گیاه «لیف» یا «لوفا»(Luffa) الهام گرفته شده است، از نور خورشید برای تصفیه یک بار مقدار زیادی آب استفاده می نماید. خروجی این تصفیه به اندازه ای است که نیاز روزانه را برآورده کند.

سیستم های خورشیدی ثابت موجود، از نور خورشید برای گرم کردن آب کثیف تا اندازه ای استفاده می نمایند که تبخیر آب آغاز شود. بخار آب بدون آلاینده، روی سطحی درون دستگاه جمع می شود و سپس، در مخزن جمع آوری می ریزد. این یک راه اندازی هوشمندانه است؛ اما فقط تا وقتی که خورشید می درخشد، آب شرب تولید می کند و حتی در این صورت هم این فرایند، کند است.

موادی که با عنوان هیدروژل های واکنش دهنده به دما شناخته می شوند، یک جایگزین را عرضه می دهند؛ چونکه آب کثیف را در دمای سرد خیس می کنند و سپس آنرا بعد از گرم شدن، به شکل خالص بیرون می ریزند. «رادنی پریستلی»(Rodney Priestley)، «ژیاوهو ژو»(Xiaohui Xu) و همکاران آنها در «دانشگاه پرینستون»(Princeton University) گفتند: منافذ بسته چنین ژل هایی اجازه نمی دهند که آب به اندازه کافی سریع تصفیه شود تا بتواند نیازهای بیشتر مردم را برآورده کند.

با در نظر گرفتن این محدودیت، پژوهشگران تصمیم گرفتند طرح اسفنج طبیعی لیف را تکرار کنند.

آنها با استفاده از مخلوط آب/گلیکول بعنوان یک محیط پلیمریزاسیون منحصربه فرد، تولید هیدروژل «PNIPAm» با منافذ باز و بزرگ مورد نظر را شروع کردند. سپس، منافذ داخلی ژل را با دو پلیمر «پلی دوپامین»(PDA) و «پلی سولفوبتائین متاکریلات»(PSMBA) پوشاندند.

ماده به دست آمده، آب آلوده را در دمای اتاق قرار داد، سپس ۷۰ درصد از آن آب را در مدت ۱۰ دقیقه با گرم شدن توسط نور خورشید شبیه سازی شده آزاد کرد. این سرعت چهار برابر بیشتر از یک هیدروژل پیشین با منافذ بسته بود. علاوه بر این، حتی در شرایط نوری که آسمان نیمه ابری را شبیه سازی می کند، ژل لیف همچنان مقدار مشابهی از آب را در عرض ۱۵ تا ۲۰ دقیقه آزاد می کند.

ژو اظهار داشت: هیدروژل در دماهای سرد، آب دوست(جاذب آب) است، اما وقتی در معرض گرما قرار می گیرد، آب گریز (دافع آب) می شود. آلاینده هایی مانند رنگ های آلی که در بررسی های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرند، همراه با آب در معرض دماهای سرد به داخل کشیده می شوند، اما چون مولکول های آنها به ژل می چسبند، وقتی آب در دمای گرم تر آزاد می شود، دفع نمی شوند. قطرات آلودگی در وهله اول به داخل کشیده نمی شوند؛ چونکه ژل آب دوست، آنها را رد می کند.

در بررسی های آزمایشگاهی، هیدروژل لیف هم با موفقیت برای حذف آلاینده هایی مانند میکروپلاستیک ها و فلزات سنگین استفاده شد. از راه دو چرخه تصفیه، این ماده توانست آلودگی را از حدود ۴۰ قسمت در میلیون به کمتر از ۰.۰۷ قسمت در میلیون کم کند که اندازه مجاز برای آب شرب است.

ژو اظهار داشت که هیدروژل لیف را میتوان به واسطه شستشو با اسید رقیق شده یا اتانول باردیگر بهره برد.

این پژوهش در مجله «ACS Central Science» به چاپ رسید.

منبع: newstel.ir