Porézní materiál vědci pojmenovali BUT-55.
Věda a výzkum
Porézní materiál vědci pojmenovali BUT-55. Foto: se souhlasem University of Limerick, Bernal Institute

Houbovitý materiál dokáže absorbovat chemikálie ze vzduchu

Nový materiál, který dokáže odstraňovat škodlivé látky z ovzduší, vytvořili vědci na univerzitě v irském Limericku. Podle výzkumníků spotřebuje tato látka mnohem méně energie než současné materiály a dokáže absorbovat škodlivinu benzen přímo ze vzduchu.

05.07.22

Vědci věří, že porézní materiál připomínající houbu by mohl znamenat revoluci ve snaze o zlepšení kvality vzduchu a významně přispět k boji proti změně klimatu. 

Nový materiál vyvinul profesor Michael Zaworotko, vědecký pracovník Irské nadace pro výzkum na Limerické univerzitě, a jeho kolegové. Výsledky byly zveřejněny v prestižním časopise Nature Materials 28. dubna 2022. 

Těkavé organické sloučeniny (VOC) včetně benzenu jsou třídou toxických znečišťujících látek, které způsobují závažné environmentální a zdravotní problémy. Vývoj technologií, které by odstraňovaly benzen ze vzduchu, a to s nízkou energetickou náročností, představuje výzvu, kterou se dosud nepodařilo překonat. 

„Vyvinuli jsme rodinu porézních materiálů podobných houbě, které zachycují benzenové páry ze znečištěného vzduchu a dlouhou dobu jsou schopny vytvářet čistý proud vzduchu," vysvětlil profesor Zaworotko. „Tyto materiály lze snadno regenerovat při mírném zahřívání, což z nich činí skvělé kandidáty na čištění vzduchu a sanaci životního prostředí." Zaworotko se zároveň domnívá, že nové materiály si mohou vést lépe jak v citlivosti, tak i v době působení, než materiály tradiční. 

Materiál, který profesor Zaworotko a doktor Xiang-Jing Kong z katedry chemických věd na Limerické univerzitě spolu s kolegy z předních čínských univerzit vyvinuli, má k benzenu tak silnou afinitu, že zachycuje tuto toxickou chemickou látku, i když je ve vzduchu přítomna v množství pouze 1:100 000. Nový materiál připomíná švýcarský sýr, protože je plný děr a právě tyto díry podle vědců přitahují benzenové molekuly. 

Vzhledem k tomu, že proces zachycování je založen na fyzikální, nikoli chemické vazbě, je energetická stopa zachycování a uvolňování mnohem nižší než u předchozích generací materiálů.

„Rozbíjení směsí plynů je obtížné. To platí zejména u méně významných složek, které tvoří vzduch, mezi něž patří oxid uhličitý a voda. Vlastnosti našeho nového materiálu ukazují, že rozbíjení již u benzenu není problém," vysvětlil profesor Zaworotko. 

Dřívější výzkum laboratoře profesora Zaworotka vyústil vznik špičkových materiálů pro zachycování uhlíku i vody. Materiál pro sběr vody má dokonce tak příznivé vlastnosti, že se již používá v odvlhčovacích systémech. 

Dr. Xiang-Jing Kong vysvětlil: „Na základě chytrého designu si naše materiály dobře vedou při řešení výzev technického i společenského významu, jako je například odstraňování stopových množství benzenu z ovzduší. To je pro běžné materiály obtížné, a tím se zvyšuje kouzlo porézních materiálů." 

Celkově tyto výsledky naznačují, že nová generace porézních materiálů na míru podobných tomuto může celkově umožnit nový přístup k zachycování toxických chemických látek ze vzduchu.

„Aromatické izomery se ve svých směsích obtížně oddělují tradičními metodami, které jsou vždy energeticky náročné," vysvětlil Dr. Xiang-Jing Kong. 

„Tento výzkum otevřel možnosti výroby porézních materiálů pro účinnou separaci těchto chemických látek s nízkými energetickými nároky, stejně jako pro odstraňování dalších znečišťujících látek ze vzduchu." 

Studie byla financována Evropskou výzkumnou radou a irskou vědeckou nadací.

 

ZDROJ

Související

Díky nové technologii bude mít umělá inteligence oči. Výkonnější než ty lidské

Technologie, která je popsána v nedávné studii publikované v časopise ACS Nano, je vlastně ještě výkonnější než lidské oko, alespoň pokud jde o rozsah vlnových délek, které dokáže vnímat; od ultrafialového přes viditelné světlo až po infračervené spektrum. K její jedinečnosti dále přispívá...


Robopes s rukou na svou první misi vyrazil do podzemního labyrintu

Ve spolupráci se společností Kolektory Praha strávil v podzemí ve třech různých kolektorech celkem šest dní vybavený navigačním systémem FEL ČVUT. Pořizoval přitom digitální 3D mapu kolektorů, kterou může využít zřizovatel, společnost Kolektory Praha, a. s., ke zpřístupnění běžně nedostupných...


Pěstování rostlin ve tmě není fikcí

Vědci si tedy položili otázku, nad kterou pravděpodobně nikdo z nás ani neuvažoval, protože se zdá být velmi nepravděpodobná: co kdyby plodiny mohly růst bez slunečního světla - ne ve stylu vertikální farmy, kde LED světlo nahrazuje slunce, ale v úplné tmě? Článek zveřejněný v červnu 2022 v...