Bilim insanları, seramik malzemeden yapılan 3D baskı monolitlerle, atık sudaki toksik kimyasalları temizlemek için yeni bir yöntem geliştirdi.
Söz konusu monolitler, enfekte sudaki zararlı maddelerin yüzde 75’ini sadece üç saat içinde arındırabiliyor. Enerji gerektirmeyen bu yenilikçi teknoloji, atık su arıtma tesislerinde kullanılarak su temizleme süreçlerine büyük bir katkı sunabilir.
Perfloroalkil ve polifloroalkil maddeleri (PFAS) adı verilen kimyasallar grubu, modern zamanların en ciddi çevresel ve sağlık tehditlerinden birini oluşturuyor. Bu kimyasallar, bir yüzyıldan fazla süredir kullanılmalarına rağmen yapıları bozulmadığı için “sonsuz kimyasallar” olarak da biliniyorlar. Dünya çapında yaygın bir biçimde bulunan bu maddeler, insan sağlığı üzerinde kaçınılmaz etkiler yaratıyor ve diyabetten kansere kadar geniş bir yelpazede sağlık problemlerine sebep olabiliyorlar.
Seramik Kafesler, Moleküller ile Suyu Temizliyor
Bath Üniversitesi‘nde görev yapan araştırmacılar, su kaynaklarından PFAS maddelerini etkili bir şekilde ayırabilmek için yenilikçi bir yöntem geliştirdiler. Bu yeni teknoloji, PFAS molekülleri ile reaksiyona giren ve indiyum oksit ile güçlendirilmiş seramik malzemeden üretilmiş, 3D baskı teknolojisi ile oluşturulan ‘monolit’ yapılar üzerine kurulu. Bu yapılar, kontamine olmuş suda birkaç saat bekletildikten sonra çıkarıldığında, üzerlerinde biriken PFAS molekülleri ile suyu temizliyor.
Bu monolitler, özellikle yoğun bir biçimde ve maksimum yüzey alanı sunacak şekilde tasarlandı. Bilim insanlarının bu tasarımı, sudaki PFAS miktarını mümkün olan en yüksek oranda azaltmayı amaçlayarak, detaylı bir mühendislik çalışmasının sonucudur.
Yapılan deneylerde, 3D baskılı seramik monolitlerin, sadece üç saat içinde su içindeki yaygın PFAS maddelerinin yüzde 53’ünü başarıyla ayırdığı gözlemlendi. Monolitler daha sonra 500°C sıcaklıkta yenilenerek, temizlendi ve suyu arıtma işlemi için yeniden kullanılmak üzere hazır hale getirildi. İlginç bir şekilde, bu işlemden sonra suyu temizleme kapasitelerinde bir artış kaydedildi; öyle ki, üçüncü kullanımda, monolitler üç saat içinde sudaki PFOA’nın yüzde 75’ini ayrıştırmayı başardı. Bu bulgular, PFAS’ı temizleme konusunda önemli bir ilerleme olarak değerlendiriliyor ve monolitlerin sürdürülebilir bir çözüm sunma potansiyelini ortaya koyuyor. Araştırma ekibi, yeniden kullanılabilir seramik monolitlerin, mevcut atık su arıtma tesislerine entegrasyonu konusunda büyük bir potansiyel görmekte, ancak henüz aşılması gereken bazı zorluklar bulunuyor. Bu yeni yöntem, diğer kataliz bazlı arıtma tekniklerinin aksine ekstra enerji gerektirmiyor, bu da maliyet ve çevresel etki açısından büyük bir avantaj sağlıyor. Bununla birlikte, monolitlerin yenilenme süreci, iş süreçlerini bir miktar karmaşık hale getirebilir. Ekip, teknolojinin gelişimini ve uzun süreli uygulanabilirliğini test etmek için çalışmalarına devam ediyor ve bulgularını “The Chemical Engineering Journal” dergisinde yayımladı. Bu yenilikçi yaklaşımın, su arıtma alanında önemli bir ilerleme olabileceği düşünülüyor.
