پژوهشگران استرالیایی با همکاری دکتر «آناهیتا معتمدی‌زاده» دانشمند ایرانی، یک روش پیشگامانه را برای تجزیه و از بین بردن مواد آلی مضر به ویژه رنگ‌ها در فاضلاب صنعتی ابداع کرده‌اند که در آن از نانوخوشه‌های طلا استفاده می‌شود.
به گزارش ایسنا، کره زمین با چالش‌های بسیاری روبه‌روست که رسیدگی به همه آنها لازم است.
به نقل از نانومگزین، یکی از چالش‌هایی که باید فورا حل شود، کاهش آلودگی آب ناشی از رنگ‌های صنعتی به‌کاررفته در بخش‌های گوناگون از جمله منسوجات، مواد غذایی و لوازم آرایشی است. این فوریت بر نیاز حیاتی به راه‌حل‌های سازگار با محیط زیست و پایدار تأکید می‌کند. در این راستا، جوامع صنعتی و علمی به طور فعال روش‌های جایگزینی را دنبال می‌کنند که با استانداردهای زیست‌محیطی همسو باشند.
در یک گام نوآورانه برای پرداختن به این موضوع، پژوهشگران «دانشگاه فلیندرز»(Flinders University) از یک روش پیشگامانه برای تجزیه و از بین بردن مواد آلی مضر مانند رنگ‌های «آزو»(Azo) رونمایی کرده‌اند که در پساب‌های صنعتی وجود دارند. این روش از یک روش فوتوکاتالیز شیمیایی پیچیده استفاده می‌کند که از نور فرابنفش انرژی می‌گیرد تا آلاینده‌ها را تجزیه کند.
هسته اصلی این پژوهش که توسط پروفسور «گانثر اندرسون»(Gunther Andersson) از «موسسه علم و فناوری نانومقیاس فلیندرز» هدایت می‌شود، تولید سازه‌های فلزی کوچک است. این سازه‌ها شامل خوشه‌های ۹ اتمی طلا هستند که به طور پیچیده با سطوح دی‌اکسید تیتانیوم پیوند دارند. تعامل بین این اجزا تحت تأثیر نور فرابنفش، مجموعه‌ای از واکنش‌ها را پدید می‌آورد که مواد شیمیایی سمی را تجزیه می‌کنند.
اندرسون درباره این فرآیند توضیح داد: کمک‌کاتالیـزورها یا کوکاتالیست‌های نانوخوشه‌ای طلا، میزان کار فوتوکاتالیستی دی‌اکسید تیتانیوم را بالا می‌برند و زمان لازم را برای تکمیل واکنش تا ۶ برابر کاهش می‌دهند.
یافته‌های این پژوهش، کارآیی و پتانسیل این روش نوآورانه را به نمایش می‌گذارند.
این روش، یک جایگزین قوی را برای فرآیندهای شیمیایی معمولی ارائه می‌کند که برای تصفیه آب استفاده می‌شوند. این روش با استفاده از ویژگی‌های منحصربه‌فرد سیستم‌های فوتوکاتالیز نیمه‌هادی می‌تواند مجموعه وسیعی از آلاینده‌های آلی را به طور موثر از بین ببرد و آنها را به آب و دی‌اکسید کربن تبدیل کند. اندرسون خاطرنشان کرد که کارآمدی این سیستم در تجزیه مولکول‌های پیچیده مانند رنگ‌های آزو، بر اهمیت آن تأکید می‌کند.
ضرورت چنین راه‌حل‌های پیشرفته‌ای، ناشی از تأثیرات زیست‌محیطی صنایع شیمیایی گوناگون است که رنگ‌های خطرناک و غیر قابل تجزیه زیستی را در منابع آب طبیعی تخلیه می‌کنند. بسیاری از این آلاینده‌ها شامل رنگ‌های آزو، حاوی «متیل اورانژ»(Methyl orange) هستند که به دلیل ماهیت محلول در آب خود، در صنعت رایج است.
گروه دانشگاه فلیندرز با تکیه بر این نکته، کاربرد کوکاتالیست خوشه‌ای طلا را در ارتباط با نیمه‌هادی‌های اصلاح‌شده بررسی کرده‌اند. این روش در تجزیه متیل اورانژ نویدبخش است و تطبیق‌پذیری و پتانسیل سیستم‌های فوتوکاتالیز آنها را بیشتر نشان می‌دهد.
دکتر «آناهیتا معتمدی‌زاده» فارغ‌التحصیل دانشگاه فلیندرز و پژوهشگر «مرکز کاتالیزور و انرژی پاک» در «دانشگاه گریفیث»(Griffith University)، با برجسته کردن محدودیت‌های روش سنتی تصفیه آب، درباره ناکافی بودن سیستم‌های مرسوم در حذف مواد سمی از فاضلاب صحبت کرد.
معتمدی‌زاده توضیح داد: دلیل ناکافی بودن سیستم‌های مرسوم در حذف مواد سمی از فاضلاب این است که برخی از مواد شیمیایی به ویژه آنها که حلقه‌های آروماتیکی دارند، در برابر تخریب شیمیایی، فتوشیمیایی و بیولوژیکی مقاوم هستند. این چالش از آن جهت تشدید می‌شود که چنین فرآیندهایی اغلب با تشکیل شدن محصولات جانبی خطرناک همراه هستند.
این گروه پژوهشی با بررسی‌های خود، آرزوی اصلاح و گسترش روش‌های تخریب فوتوکاتالیستی را دارند و تلاش می‌کنند تا راه حل جامع‌تری را برای معضل فراگیر آلودگی آب ارائه دهند. این جاه‌طلبی در پژوهش دکتری معتمدی‌زاده نیز دیده می‌شود که شامل بررسی روش‌های موثر برای تجزیه فاضلاب کارخانه‌های شراب‌سازی است و کاربرد گسترده‌تر یافته‌های پژوهش را در مقابله با چالش‌های زیست‌محیطی جهان نشان می‌دهد.
منبع: ایسنا