Lufa, kterou vytvořil výzkumný tým Dr. Tran Thi Viet Ha (32 let), má schopnost oddělovat olej a mikroplasty od vody, což pomáhá řešit problémy se znečištěním životního prostředí.
V roce 2021 přišla Dr. Tran Thi Viet Ha, lektorka na Fakultě pokročilých technologií a inženýrství Vietnamsko-japonské univerzity (Vietnamská národní univerzita v Hanoji), a členové jejího týmu s nápadem vyrobit super hydrofobní materiály z lufových vláken pro odstranění oleje a mikroplastických částic ve vodě. Po více než roce výzkumu tým vytvořil super hydrofobní pěnový produkt skládající se ze dvou hlavních složek: základní vrstvy a povlakové vrstvy.
Základní vrstva je vyrobena z přírodních starých luf díky jejich hydrofilním hydroxylovým skupinám, které jim dodávají přirozenou savost. Po vyčištění se povrch luf máčí a postříká vrstvou vosku, aby se vytvořila drsnost vláken a zároveň se změnily vlastnosti z hydrofilních na hydrofobní.
Povlak je vyroben z včelího vosku, palmového vosku, bobového vosku... které jsou zcela přírodní a šetrné k životnímu prostředí.
Houbička s voskem je vodoodpudivá, ale plně absorbuje olej. Díky kapilárnímu působení v důsledku 3D struktur a elektrostatické interakci mezi povrchem materiálu a plastovými částicemi také snadno absorbuje mikroplastické částice o velikosti přibližně 5 μm.
Lufa je po potažení voskem zcela voděodolná. Foto: Výzkumný tým
Výsledky testů ukazují, že hydrofobní vlastnosti lufy jsou dobré s kontaktním úhlem s vodou přes 150 stupňů. To je základ pro separaci oleje a zachycení mikroplastických částic ve směsi s vodou.
Podle výzkumného týmu je povrch považován za hydrofobní nebo hydrofilní na základě kontaktního úhlu mezi kapkou vody a pevným povrchem. Pokud je kontaktní úhel větší než 150 stupňů, povrch se stává superhydrofobním. Lufa proto úspěšně prokázala superhydrofobnost.
Lufové houbičky byly schopny absorbovat olej v poměru přibližně 72–88 g/g s účinností separace přes 99 % u směsí oleje a vody. Materiál navíc prokázal vysokou absorpční kapacitu mikroplastů, s výsledkem 381 mg polystyrenových mikroplastů v 569 g vody, což odpovídá účinnosti 99 %.
Dr. Ha a její kolegové provedli podobný výzkum průmyslových pěn, jako je polyuretanová pěna, melaminová pěna a chemické nátěrové materiály, s využitím složitých metod, vhodných pouze pro laboratorní použití. Mezitím se testuje, zda je možné ve větším měřítku implementovat materiál z lufy a metodu nátěru přírodním voskem. „Proces je jednoduchý, k dispozici je snadno dostupné vybavení a nevyžaduje složité technologie, zejména doba výroby je rychlá, do 1 hodiny,“ uvedla lékařka.
Lufa dokáže oddělit olej od vody. Foto: Výzkumný tým
Zpráva Světové banky z července 2022 odhaduje, že ve Vietnamu se každoročně na pevnině nachází přibližně 3,1 milionu tun plastového odpadu. Kromě mikroplastů se do vodních zdrojů může přímým nebo nepřímým vypouštěním dostat i ropa a různými cestami se šířit do životního prostředí, což vede k mnoha potenciálním zdravotním problémům pro lidi i zvířata.
K řešení tohoto problému se používá mnoho metod, včetně spalování, chemického čištění, biologického čištění... ale ty mohou způsobit sekundární znečištění. Například spalování může pomoci odstranit ropu z vody, ale také způsobit znečištění ovzduší tím, že po procesu vzniká velké množství CO2 a SO2.
Dr. Ha uvedl, že vláknitá houba této skupiny může být použita k léčbě znečištění životního prostředí a překonání výše uvedených problémů. Výzkum byl publikován v časopise Environmental Technology & Innovation v červnu 2023.
Docent Dr. Nguyen Minh Phuong z Fakulty chemie Univerzity přírodních věd (Vietnamská národní univerzita v Hanoji) zhodnotil, že ropa a mikroplasty jsou dva znečišťující látky v životním prostředí, které vzbuzují velké obavy nejen ve Vietnamu, ale i po celém světě. Znečištění povrchových vod ropou je palčivým problémem a materiály k jeho odstranění musí být velmi lehké a schopné plavat na hladině. Mikroplasty jsou zároveň toxičtější než velké plasty a lze je pozorovat pouhým okem. Dvě témata, na která se výzkumný tým Dr. Ha zaměřuje, jsou aktuální i prakticky významná.
Podle docenta Phuonga je výzkum týkající se zpracování ropy a mikroplastů ve vodním prostředí stále poměrně skromný, a to jak v tuzemsku, tak v zahraničí. V současné době žádná výzkumná skupina nevyvinula materiály pro současné zpracování ropy i mikroplastů ve vodním prostředí.
Řekla, že použití lufy k ošetření znečištění životního prostředí je nový a unikátní nápad, protože se jedná o materiál přírodního původu, šetrný k životnímu prostředí a biologicky odbouratelný. Lufa se používá v některých výzkumech materiálů k ošetření anorganických znečišťujících látek, jako jsou těžké kovy ve vodě, protože má vynikající vlastnosti, jako je velký povrch, velká velikost pórů a je velmi lehká, snadno se plaví na vodní hladině.
Superhydrofobní materiály také přitahují pozornost vědců po celém světě kvůli své schopnosti selektivně absorbovat olej. Obvykle se k přeměně porézních materiálů na hydrofobní povrchy používají chemické metody.
Podle docenta Phuonga je použití vosků přírodního původu, jako je tomu u výzkumné skupiny, k úpravě povrchu materiálů zajímavým a vysoce aplikovatelným nápadem.
Bich Thao
Komentář (0)