Su ve toprağın nano saflaştırılması 08.08.2015

Kimyasal kirleticiler genellikle bulunmaz ve yok edilmesi güçtür - birçok pestisitin molekülleri ve örneğin plastik üretiminde kullanılan bisfenol A, normal koşullar altında ayrışmaya karşı çok dirençlidir, böylece suyu ve toprağı bu tür maddelerden temizler. maddeler çok pahalı ve zaman alıcı bir konu haline geliyor: sonuçta, burada daha sonra özel yöntemlerle yok etmek için kirleticileri bir şekilde çevreden yakalamak gerekiyor.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, bu tür kirleticilere karşı mücadeleyi büyük ölçüde basitleştirebilecek özel nanoparçacıklar yarattılar. Ferdinand Brandl (Ferdinand Brandl), Nicolas Bertrand (Nicolas Bertrand) ve meslektaşları, polietilen glikol ve poliaktik asitten bir polimer madde sentezlediler - ilki göz damlası, diş macunları, müshillerin vb. Bir parçasıdır ve bu nedenle zararsızdır ve ikincisi biyolojik olarak parçalanabilen plastiğin ana bileşenlerinden biri olarak hizmet eder. Böyle bir polimerden yapılan nanopartiküller, hidrofobik bir çekirdek ve hidrofilik bir kabuktan oluşur; moleküler kuvvetler nedeniyle, nanoparçacığın iç tabakasına ulaşmaya çalışan hidrofobik kirleticiler, yüzeyine yapışacaktır.

Ancak bu formda kirletici, nanopartiküllere yapışsa bile çözeltide kalacaktır. İşin püf noktası, parçacıkların yapıldığı polimerin ultraviyole radyasyonun etkisi altında yok edilmesidir, böylece hidrofilik kabuk kaybolur ve hidrofobik çekirdek açılır, "patlar" - artık hidrofilik kabuk tarafından stabilize edilmez, çünkü su ile etkileşime girmek için, parçacığın içini kompakt bir durumda tuttu. Yapışan kirletici moleküllere sahip genişletilmiş parçacıklar birbirine yapışır ve sonuç olarak oldukça büyük bir supramoleküler agrega elde edilir. Sadece, tek tek zararlı moleküllerin ve tek tek parçacıkların aksine, bu tür agregaların toplanması kolaydır: santrifüjleme ile çökeltilebilir veya örneğin basitçe filtrelenebilirler.

Bilim adamları, bu nanoparçacıkları kullanarak, hormonal sinyal yollarına müdahale eden ftalatlar ve bisfenol A içeren çözeltileri saflaştırabildiler; partiküllerin, çeşitli yakıt türlerinin eksik yanması sırasında oluşan ve bilindiği gibi güçlü kanserojen olabilen aromatik polisiklik hidrokarbonlardan toprağı temizlemede de etkili olduğu kanıtlanmıştır. Katlanmamış polimer, bir nanoparçacık haline geri katlanamaz ve herhangi bir nedenle polimer mikro-yumağı çöker ve filtre etmezse, o zaman biyolojik olarak parçalanabilen malzemeden yapılmışsa, zamanla kendi kendine çökecektir, yani ek kirlilik olmayacaktır.

Yöntemin büyük bir artısı basitliğidir: nanoparçacıkların maddesi oda sıcaklığında sentezlenir, onları değiştirmeye gerek yoktur (spesifik olarak çözeltiden maddeler alırlar ve herhangi bir hidrofobik kimyasal için uygundurlar), saflaştırma karmaşık olmadan gerçekleşir çok aşamalı prosedürler.

Ek olarak, yeterince büyük bir yüzey alanı-hacim oranı, az sayıda nanopartikülün birçok zararlı molekülü yakalamasına izin verir. Çalışmanın yazarlarının ilk düşüncesine göre, bu tür parçacıkların ilacı kanser hücrelerine iletmesi gerekiyordu, ancak tökezleyen blok, ilk olarak deriden iyi geçmeyen ultraviyole ışığa ihtiyaçtı ve ikincisi, sağlıklı olanlar da dahil olmak üzere bu hücrelerdeki DNA'ya zarar verir.

Yine de, yöntem yalnızca çevreyi kirleticilerden temizlemede değil, aynı zamanda tıpta, farmakolojide, analitik kimyada ve hatta gıda endüstrisinde uygulama bulabilir: örneğin, açılabilen ve yapıştırılan nanopartiküller kullanılarak kafeini çıkarmak mümkündür. kafeinsiz kahve hazırlamak.