فیلترهای تصفیه آب با استفاده از ضایعات گیاهی ساخته شد

سرپوش علمی - پژوهشگران" دانشگاه صنعتی نانیانگ" و" مؤسسه فناوری فدرال زوریخ" در پژوهش مشترکی، فیلترهایی ارزان قیمت برای تصفیه آب ابداع کرده اند که با استفاده از ضایعات گیاهی ساخته شده اند.

به گزارش ایسنا به نقل از نیو اطلس، زمانی که روغن مخصوص پخت و پز از بادام زمینی و تخمه آفتابگردان استخراج می شود، یک محصول زائد به نام "کُنجاله دانه روغنی" (oilseed meal) باقی می ماند. پژوهش جدیدی که در "دانشگاه صنعتی نانیانگ" (NTU) و "موسسه فناوری فدرال زوریخ" (ETH Zurich) انجام شده است ، نشان می دهد که پروتئینهای برداشت شده از این ماده باقی مانده را میتوان برای جدا کردن فلزات سنگین از آب آلوده به کار برد.

پژوهشگران کار خود را با استخراج پروتئین از کنجاله بادام زمینی و دانه های روغنی آفتابگردان آغاز کردند و سپس، با پیچیدن زنجیره های پروتئینی به هم، ساختارهای طناب مانندی موسوم به "فیبریل های آمیلوئید پروتئین" (protein amyloid fibrils) را در مقیاس نانو شکل دادند. فیبریل ها با کربن فعال ترکیب شدند تا غشاهای فیلتراسیون هیبریدی را تشکیل دهند.

هنگامی که این غشاها برای تصفیه آب آلوده به سرب، پلاتین و کروم مورد استفاده قرار گرفتند، مشخص شد که تا ۹۹.۸۹ درصد از فلزات سنگین را حذف می کنند و آب را به سطح استانداردهای بین المللی نوشیدنی می رسانند. این تأثیر عمدتا به دلیل این واقعیت بود که فیبرها به عنوان یک الک مولکولی عمل کردند و یون های فلزات سنگین را که در حال عبور بودند، به دام انداختند.

براساس محاسبات دانشمندان، تنها ۱۶ کیلوگرم از پروتئین آفتابگردان برای تصفیه حجمی از آب معادل یک استخر شنا که به سرب آلوده شده، مورد نیاز است. هنگامی که غشاها با فلزات به دام افتاده اشباع میشوند، میتوان آن ها را خشک کرد و سپس سوزاند. این کار، فیبریل ها را از بین می برد اما فلزات را به جا می گذارد و به فلزات ارزشمندتر مانند پلاتین، امکان بازیافت می دهد.

فیبریل های آمیلوئید پروتئین (Protein) هنگام استفاده، در غشاء باقی می مانند و در آب تصفیه شده آزاد می شوند. این یک واقعیت مهم است زیرا آمیلوئیدها هنگام تشکیل شدن و تجمع کردن در بدن می توانند به بروز آسیب بافتی و نارسایی اندام منجر شوند.

اکنون امید است که غشاهای فیلتراسیون پس از توسعه بیشتر، جایگزین کم هزینه ای برای فناوری های سنتی مانند "اسمز معکوس" (Reverse osmosis) باشند که نه تنها گران تر است، بلکه به منبع برق نیز نیاز دارد. یک مزیت دیگر این است که غشاها می توانند کاربرد دیگری برای کنجاله دانه های روغنی داشته باشند که گاهی اوقات بعنوان خوراک حیوانات مورد استفاده قرار می گیرند اما اغلب فقط دور ریخته می شوند.

پروفسور "علی میزرز" (Ali Miserez)، سرپرست این پژوهش گفت: غشاهای مبتنی بر پروتئین ما، از طریق یک فرآیند سبز و پایدار ایجاد می شوند و برای کارکردن به انرژی کمی نیاز دارند یا از آن بی نیاز هستند. این ویژگی، آن ها را برای استفاده در سراسر جهان و به ویژه در کشورهای کمتر توسعه یافته، مناسب می سازد. پژوهش ما، فلزات سنگین را در جایی قرار می دهد که به آن تعلق دارند.

این پژوهش، در "Chemical Engineering Journal" به چاپ رسید.