Rays Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriKredit: Materials Today (2025). DOI: 10.1016/j.mattod.2025.11.004

Rays Universitetinin materialşünasları və əməkdaşları suda bir sıra çirkləndiriciləri, o cümlədən geniş yayılma dərəcəsi ilə diqqət çəkən “əbədi kimyəvi maddələr” olan per- və polifluoralkil maddələrini və ya PFAS-ı parçalamaq üçün işıqdan istifadə edən bir material hazırlayıblar.

Yeni material necə işləyir

Bu proses , kovalent üzvi çərçivələr və ya COF-lar kimi tanınan bir sinif materialın istifadəsini əhatə edir ki, onların məsaməli quruluşu və buna görə də yüksək səth sahəsi onları işığa əsaslanan və ya fotokatalitik reaksiyalarda faydalı edir. İşıqla qarşılıqlı təsir göstərdikdə, COF molekullarındakı bəzi elektronlar yerindən tərpənərək dəliklər əmələ gətirir və yüklərin bu bifurkasiyası COF-ları yaxşı fotokatalizator edir.

Materials Today jurnalında dərc olunmuş bir araşdırmaya görə , Rice komandası COF materialını birbaşa altıbucaqlı bor nitridinin (hBN) ikiölçülü təbəqəsi üzərinə yetişdirib və bu da əczaçılıq tullantıları, boyalar və PFAS da daxil olmaqla sərt çirkləndiriciləri təmizləmək üçün yalnız işığa ehtiyac duyan hibrid supertəmizləyici səthin yaranmasına səbəb olub.

İnnovativ tikinti və sınaq

Raysın Materialşünaslıq və Nanomühəndislik şöbəsinin doktoranturadan sonrakı tədqiqatçısı və tədqiqatın ilk müəllifi Yifan Zhu bildirib ki, “İki təhlükəsiz və yüngül materialı yeni bir şəkildə birləşdirərək, tez işləyən, bir çox müxtəlif çirkləndiricilərə qarşı işləyən və ətraf mühitə zərər verə biləcək metallardan asılı olmayan güclü çirklənməyə qarşı mübarizə səthi yaratdıq. Bu, vacibdir, çünki suyumuzu qorumaq üçün daha təmiz, daha ucuz və daha davamlı bir yol təqdim edir.”

Bu səthi qurmaq üçün tədqiqatçılar adətən bir-birinə yapışdırılması çətin olan iki materialı birləşdirmək üçün bir yol tapmalı idilər. Onlar bunu qüsur mühəndisliyindən istifadə edərək etdilər. Bu texnika yeni xüsusiyyətlər və ya davranışlar yaratmaq üçün materiala qüsurları və ya qüsurları qəsdən yerləşdirir.

Bu halda, komanda hBN səthinə mikroskopik “cızıqlar” həkk etdi. Qüsurlar COF-u hBN filminə bərkidən və onun birbaşa yuxarıda böyüməsinə imkan verən reaktiv sahələr kimi xidmət etdi. Yaranan interfeys işıqla enerjilənən elektronları və dəlikləri müxtəlif istiqamətlərə yönəldir və təmizləyici effekt yaradır.

“Onları sadəcə qarışdırmaq əvəzinə, birbaşa bir-birinə böyütməklə, yüklərin asanlıqla tələyə düşmədən hərəkət edə biləcəyi birləşmiş bir quruluş yaratdıq”, – deyə Zhu bildirib. “Bu yanaşma əvvəllər bu cüt materialla edilməmişdi, xüsusən də hBN-ni dəyişdirmək adətən çox çətin olduğu üçün.”

Praktik şəraitdə performansı yoxlamaq üçün komanda, su təmizləyici qurğulardakı ekvivalent qurğuları təkrarlayaraq, materialı şaquli və üfüqi axan su reaktorlarında sınaqdan keçirdi. Material strukturu və sabitliyini qoruyaraq təkrarlanan təmizləmə dövrləri ərzində ardıcıl olaraq işlədi.

“Bu tapıntılar göstərir ki, tək, metalsız material birdən çox çətin çıxarılan çirkləndiricilərlə mübarizə apara bilər”, – deyə tədqiqatın müvafiq müəllifi və Rays-ın Karl F. Hasselmann adına Materialşünaslıq və Nanomühəndislik professoru Jun Lou bildirib. “Bu, bizi daha təmiz su üçün praktik və ucuz həllərə yaxınlaşdıracaq.”

Daha çox məlumat: Yifan Zhu və digərləri, Yaranan çirkləndiricilərin səmərəli şəkildə parçalanması üçün kovalent üzvi çərçivə/altıbucaqlı bor nitrid heterostruktur fotokatalizatorları, Materials Today (2025). DOI: 10.1016/j.mattod.2025.11.004

Jurnal məlumatları: Bugünkü materiallar 

Rays Universiteti tərəfindən təmin edilir