az.llcitycouncil.org
Enerji və ətraf mühit

Bu parlaq kristallar yeni su təmizlənməsi təklif edir

Bu parlaq kristallar yeni su təmizlənməsi təklif edir



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Flint, Mich. Və Newark, N.J.-də içməli suda yüksək miqdarda ağır metal tapıldıqda, bir elm qrupu çirklənmiş su mənbələrini təmizləmək üçün yeni güclü bir vasitə olan parlayan Kristallarla çıxış etdi. Parlaq kristallar, miniatür kimi işləyən Luminescent Metal-Organic Framework (LMOF) və ağır metalları tələyə salan təkrar istifadə edilə bilən sensorlar olaraq bilinir.

İki hissə hidrogen və bir hissə oksigenin sadə birləşməsi yer üzündə həyatın təməl birləşməsini təşkil edir. Yer səthinin üçdə ikisi su ilə və insan bədənində yüzdə 75-i ilə örtülən su, tullantı maddələri apararkən üzvi maddələr təmin edərkən, dağılarkən, həll olunaraq quruda dolaşır. Yemək bişirməkdən üzgüçülük kimi istirahət fəaliyyətlərinə qədər hər şey su tələb edir.

[LMOF-261-in quruluşu. Şəkil mənbəyi: Berkeley Labs]

Əvvəlki dövrlərin əksinə olaraq inkişaf etmiş cəmiyyətimiz suyun keyfiyyətinə qara göz verdi. Çaylar, dənizlər və okeanlar kimi təbii su kanallarının təcəssümü istismar edilmiş və çirklənmişdir. Milyonlarla insan kifayət qədər təhlükəsiz içməli su tapmaqda çətinlik çəkir. Su yolu ilə keçən xəstəliklər hələ də bütün dünyada ölüm səbəblərindən biridir.

Kütləvi sənaye sahələri, köhnəlmiş su ilə tənzimlənən şəhərlər, əkinçilik icmaları yeraltı suların çirklənməsinə daha çox meyllidir. Çarəsiz qalsa, torpaq çirklənməsinə səbəb ola bilər. Çirklənmiş su ishal, vəba, dizenteriya, qarın yatalağı və uşaq iflici xəstəliklərini ötürə bilər. Çirklənmiş içməli suyun hər il 502,000 ishal ölümünə səbəb olduğu təxmin edilir. ÜST-yə görə, 2025-ci ilədək dünya əhalisinin yarısı su problemi olan bölgələrdə yaşayacaq.

Rutgers Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən rəhbərlik edilən alimlər, Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyasında (Berkeley Laboratoriyası) intensiv rentgen şüalarından istifadə edərək qurğuşun və civə kimi ağır metal toksinlərini aşkarlayan və tutan kiçik, parlayan kristalların quruluşunu araşdırdılar. Tədqiqat, həmçinin kristalların ağır metallara bağlanması barədə araşdırmalara kömək etdi.

“Bu texnologiya pula qənaət həlli ola bilər. Digərləri ya ağır metalların aşkarlanması, ya da çıxarılması üçün MOF-lər inkişaf etdirmişdilər, lakin əvvəllər heç kim hər ikisini edən birini araşdırmamışdı ”dedi. Araşdırmaya rəhbərlik edən Rutgers Universitetinin kimya professoru Jing Li.

Proses:

Ligand bir floresan kimyəvi komponenti birləşdirərək, LMOF parlayacaqdır. Lakin, ağır metallarla qarşılıqlı əlaqə zamanı LMOF parıltı sönür. Berkeley Laboratoriyasının işçisi Simon Teat, "Metal floresan ligandla birləşdikdə, ortaya çıxan çərçivə floresanlarını" dedi.

Kristalların hər birinin ölçüsü təxminən 100 mikron idi. Teat laboratoriyanın Qabaqcıl İşıq Mənbəsində (ALS) rentgen şüaları ilə fərdi LMOF kristallarını tədqiq etdi. ALS, dünyada kimyəvi kristalloqrafiya üçün təcrübə stansiyaları ayıran azsaylı sinxrotron rentgen şüaları mənbələrindən biridir. X-ray işığı altında LMOF difraksiya nümunələri yaradır. Bu naxışlardan istifadə edərək Teat, üç ölçülü quruluşlarını atom qətnaməsi ilə xəritələşdirmək üçün proqram vasitələrindən istifadə etdi.

İzoretik bir sıra LMOF, güclü emissiya edən bir molekulyar florofor və funksional olaraq müxtəlif qarışdırıcıları Zn əsaslı strukturlara daxil edərək sintez olunur. LMOF-261, -262 və -263-ün üçölçülü gözenekli şəbəkələri yeni bir tor növünü təmsil edir.

Teat, böyük və açıq kanalları çərçivəyə alan karbon, hidrogen, oksigen, azot və sink atomlarını özündə cəmləşdirən naxışlı 3B quruluşa bənzər bir ızgara gördü. Bu atom miqyaslı strukturlar ağır metalların bu açıq kanallara girməsini və sonra MOF-lərlə kimyəvi birləşməsini təmin edir. Bundan əlavə, struktur detallar daha yüksək ixtisaslaşmış strukturların dizaynında da kömək edə bilər. MOF-nin bol səth sahəsi sayəsində çoxlu çirkləndiricilər adsorbe edilə bilər.

[Simon Teat, Advanced Light Source (ALS) Beamline ilə birlikdə. Şəkil mənbəyi: Berkeley Labs]

“Sinxrotronlarda istehsal olunan intensiv rentgen şüaları MOF-lərin 3-ölçülü quruluşunun xəritələnməsinin ən yaxşı yoludur. Kristal quruluşları bilmək araşdırmamızın ən vacib tərəflərindən biridir. Sonrakı xarakteristikaları yerinə yetirmək və bu materialların xüsusiyyətlərini anlamaq üçün bunlara ehtiyacınız var ”dedi Jing Li.

Test nəticələri:

Tətbiqi Materiallar və İnterfeyslərdə nəşr olunan son nəticələrə görə, ağır və yüngül metalların qarışığı bir növ LMOF ilə sınaqdan keçirildi; yarım saat ərzində, seçici olaraq qarışıqdan civənin yüzdə 99-dan çoxunu ala bilər. Komanda bu zəhərli ağır metalların aşkarlanması və tutulması prosesində başqa MOF-lərin daha yaxşı fəaliyyət göstərmədiyini bildirdi.

Bundan əlavə, tədqiqatçılar LMOF-lərin civə və qurğuşunla güclü şəkildə birləşdiyini, ancaq maqnezium və kalsium kimi daha yüngül metallarla zəif birləşdiyini tapdılar. Ancaq bu yüngül metalların eyni təhlükələri yoxdur. “LMOF-lərin molekulyar makiyajına əsaslanan bu seçici xüsusiyyət vacibdir. Seçici və yalnız zərərli növləri götürəcək bir MOF-ə sahib olmalıyıq. Bunlar ümid verici nəticələrdir, amma hələ çox yolumuz var ”dedi Li.

Bundan əlavə, tədqiqatçılar LMOF performansını aşağı salmadan əvvəl üç dövr zəhərli təmizlənmə üçün LMOF toplaya, təmizləyə və sonra yenidən istifadə edə biləcəklərini tapdılar.

Gələcək:

Li, əlavə AR-GE-nin daha çox dövr üçün davam edə biləcək daha ucuz və daha davamlı LMOF'ları araşdıracağını və tədqiqatçıların LMOF'ları polimerlərlə qarışdıraraq qatı bir film ilə su filtrlərinin inkişafını da davam etdirə biləcəyini bildirdi. “Bu filtrlər daha geniş miqyasda tutmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu araşdırmaya davam etmək istəyirik ”dedi.

Kifayət qədər maliyyə ilə, elm qrupu, həqiqətən çirklənmiş su mənbələrindəki performansı sınamaq istərdi. Bundan əlavə, Berkeley Laboratoriyasının ALS qrupu tərəfindən yüksək partlayıcı maddələrin aşkarlanması, qida toksinlərinin aşkarlanması və LED-lər kimi yeni tipli işıq saçan komponentlər (fosfor kimi tanınan) kimi müxtəlif tətbiqetmələr üçün MOF-lərin kristal quruluşlarını təyin etmək üçün istifadə edilmişdir. ) daha ucuz və geniş materialları özündə birləşdirir.

Dallasdakı Texas Universiteti və Rider Universitetinin tədqiqatçıları da bu araşdırmaya qatıldı. İş DOE Elm Ofisi tərəfindən dəstəklənmişdir.

DƏ BAXIN: Karbon Nanoborularda Qaynatmaq əvəzinə Su Dondurur

Berkeley Laboratoriyası vasitəsilə

Rutgers Universitetinin təqdim etdiyi görüntü

Alekhya Sai Punnamaraju tərəfindən yazılmışdır


Videoya baxın: Ev usulu ile suyu nece duruldaq? ARTIQ bahalı filtilere ehtiyac qalmadı