Прототип зеленого матеріалу може за одну годину очищувати питну воду для чотирьох осіб за допомогою світла і знищувати майже 100% бактерій у 10 літрах води.
Новий матеріал – двовимірна пластина з графітового нітриду вуглецю – являє собою фотокаталізатор: коли на нього потрапляє світло, він випускає електрони, створюючи руйнівні хімікалії на основі кисню, які знищують мікроби. Про це дослідники написали в матеріалі, опублікованому в журналі Chem, інформує Ukr.Media.
Ця розробка змогла уникнути недоліків інших подібних технологій. У найбільш ефективних з сучасних фотокаталізаторів містяться метали, які можуть потрапити у воду у вигляді токсичних забруднювачів. Є й інші неметалеві фотокаталізатори, – але вони менш ефективні, оскільки сильніше утримують електрони.
Матеріалознавець Гуайчу Ван з Технологічного університету Сіднея і його колеги створили надтонкі пластини з графітового нітриду вуглецю і додали до нього хімічні групи на кшталт кислот і кетонів, які ведуть електрони до країв пластин. Там електрони «перестрибують» на атоми кисню у воді і формують кисневі хімікалії на зразок пероксиду водню, які знищують мікроби.
Розробка знищила 99,9999% бактерій, включаючи E. coli (кишкову паличку) в 50-мілілітровому зразку води. Це відповідає рівню ефективності кращого каталізатора на основі металу. Більш того, він убив мікроби всього за 30 хвилин – це швидше, ніж попередній неметалевий фотокаталізатор, якому знадобилося більше години.
Потім команда прикріпила нанопластини до внутрішньої сторони пластикових пакетів, очистивши 10 літрів води за годину.
«Ми прагнули розробити ефективний спосіб використання сонячного світла для отримання води для слаборозвинених або віддалених регіонів без централізованого постачання», – говорить Ван. Він також зазначив, що поєднання вуглецю і азоту має зробити матеріал недорогим. Далі дослідники мають намір працювати спільно з інженерами, щоб масштабувати розробку для комерційного застосування.
