علماء يبتكرون مركبا متناهي الصغر لتنقية المياه

قام علماء وخبراء من جامعة تومسك بوليتكنيك الروسية، بإنشاء مركب نانوي لتنقية المياه من الملوثات.

وأشار الخبراء في دراستهم إلى أن المادة المغناطيسية الجديدة تحتوي على أيونات المعادن الثقيلة، وكذلك الأصباغ العضوية والكائنات الحية الدقيقة، حيث تبين من خلال تجارب تنقية المحلول المائي من أيونات الزرنيخ، أنه يمكن امتصاص 81% من الملوثات خلال دقيقة واحدة.

وفي السياق ذاته، أوضح أحد مؤلفي الدراسة، أستاذ كلية أبحاث التقنيات الكيميائية والطبية الحيوية في جامعة تومسك للهندسة التطبيقية، رومان سورمينيف، أن “المركب النانوي عبارة عن مزيج من مادتين أو أكثر، يمكن أن تصل أبعادها إلى 100 نانومتر، وتم الحصول عليه عن طريق تنمية جسيمات المغنتيت النانوية على سطح مادة ثنائية الأبعاد – أكسيد الغرافين، الذي تم تصنيعه مسبقًا في الجامعة”.

ويؤدي استخدام أكسيد الغرافين في تركيب المركب النانوي إلى زيادة متعددة في مساحة سطح المادة، ما يجعل من الممكن امتصاص كمية أكبر من الملوثات على سطح المركب النانوي، حيث يقوم بامتصاص مغنتيت أيونات المعادن الثقيلة بشكل جيد، ويمتص أكسيد الغرافين المخفض الأصباغ العضوية والأشياء البيولوجية.

ووفقًا لسورمينيف، يوفر الماغنتيت للمادة خصائص مغناطيسية، كما أن انخفاض أكسيد الغرافين يزيد من مساحة سطحها الفعالة ويحسن أيضًا خصائصها الكهربائية. مثل هذه الخصائص تجعل مركب النانو المركب واعدًا ليس فقط لترشيح السوائل، ولكن أيضًا للاستخدام في الإلكترونيات الدقيقة.

اختبر العلماء تجريبيا كفاءة إزالة أيونات الزرنيخ كـ(III) من محلول مائي، وبلغ معدل الامتزاز الأيوني المسجل 81% في الدقيقة الواحدة، وهو ما يتجاوز القيم الواردة في المصادر العلمية المعروفة لدى المؤلفين.

وقال سورمينيف: “كنا أول من حدد نقطة التشبع لكمية الجسيمات النانوية “Fe3O4″ النقية الطور على سطح أكسيد الغرافين المخفض (RGO)، عندما تنمو جسيمات المغنتيت النانوية، وليس أكسيد الحديد الآخر”.