تصفیه آب توسط مونولیت های چاپ سه بعدی شده با جوهر سرامیکی(+عکس)

پژوهشگران مونولیت های سرامیکی چاپ سه بعدی شده را ساخته اند که امکان حذف مواد شیمیایی جاویدان (Forever chemical) از منابع آب را فراهم می کند. این ها مواد مضری هستند که در همه چیز از تابه های نچسب تا رنگ، پارچه، و غیره وجود دارند.

پژوهشگران دانشگاه باث (University of Bath)، مونولیت هایی سرامیکی را ساخته اند که می تواند به طور موثر این مواد شیمیایی سرسخت را از آب حذف کند. این ساختارهای چاپ سه بعدی شده به مانند آهنربا برای جذب و نگهداری پی اف ای اس (PFAS) عمل می کنند. آن ها تنها طی چند ساعت می توانند تا 75 درصد از این آلودگی ها را از آب پاکسازی کنند.

پی اف ای اس یا مواد شیمیایی جاویدان در موضوع تصفیه آب و سلامت عمومی از جمله موارد با اهمیت بالا محسوب می شود. به گفته لیانا زومپولی، یکی از پژوهشگران در دپارتمان مهندسی شیمیایی دانشگاه باث، ما یک روش کارآمد برای حذف این مواد شیمیایی از آب بدون استفاده از انرژی زیاد را ایجاد کرده ایم.

جوهر اکسید ایندیم

مواد شیمیایی جاویدان اصطلاحی برای ترکیبات ساخت بشر است که به عنوان مواد پرفلوئوروآلکیل و پلی فلوروآلکیل (پی اف ای اس) شناخته می شوند. روند تجزیه این مواد بسیار آهسته است و در موارد خاص حتی به بیش از هزار سال زمان برای تجزیه آن ها نیاز است.

پی اف ای اس با مشکلات سلامت جدی از جمله مشکلات تناسلی، اختلالات رشد، بیماری قلبی و افزایش خطر ابتلا به دیابت پیوند خورده است. به همین دلیل، توسعه راهبردهایی برای حذف این آلاینده های مضر از پهنه های آبی اهمیت زیادی دارد.

محصولی که پژوهشگران دانشگاه باث معرفی کرده اند، مونولیت های مشبک هستند که با استفاده از جوهر اکسید ایندیم سرامیکی و با استفاده از چاپگر سه بعدی تولید می شوند.

اکسید ایندیم موجود در مونولیت ها امکان جذب پی اف ای اس و تشکیل پیوند با آن را فراهم کرده و می تواند طی سه ساعت آن ها را از آب حذف کند. گفته می شود که این روش جدید با تصفیه خانه های آب موجود در بریتانیا و مکان های دیگر سازگار است.

به گفته زومپولی، استفاده از چاپ سه بعدی برای تولید مونولیت ها نسبتا ساده است و این همچنین به معنای مقیاس پذیر بودن فرایند است. چاپ سه بعدی به ما اجازه می دهد اشیایی با سطح رویی بالا ایجاد کنیم که کلید این فرآیند است. هنگامی که مونولیت ها آماده می شوند، به سادگی می توانید آن ها را در آب انداخته و اجازه دهید کار خود را انجام دهند.

حذف تا 75 درصد از پی اف ای اس

آزمایش های اولیه نشان داده اند که این مونولیت ها می توانند به طور موثر تا 75 درصد پی اف ای اس را حذف کنند. پژوهش های بیشتر بر افزایش این میزان متمرکز خواهد بود.

تیم دانشگاه باث به طور شگفت انگیزی متوجه افزایش کارایی مونولیت ها پس از چرخه های مکرر استفاده و عمل در دمای بالا شد. هدف پژوهشگران درک بهتر این پدیده از طریق آزمایش های بیشتر است.

این روش ساده و کارآمد می تواند به ابزاری حیاتی برای پاکسازی منابع آب در مقیاس بزرگ تبدیل شود. افزون بر این، می توان آن را به راحتی در تصفیه خانه های آب موجود ادغام کرد.

آمریکا و اتحادیه اروپا محدودیت های خاصی را برای پی اف ای اس اعمال کرده اند، اما با آشکارتر شدن خطرات سلامتی مرتبط با آن ها، ارائه قوانین گسترده تری برنامه ریزی شده است.

یافته های این مطالعه در The Chemical Engineering Journal منتشر شده است.