3D Baskıyla Karbondioksit Filtresi Sentezi Çalışması
Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi’nden araştırmacılar yeni bir çalışma yaparak, 3D baskıyla karbondioksit filtreleri yapılabilmesinin mümkün olduğunu göstermişlerdir. İlk olarak, karbondioksiti ve suyu bikarbonata dönüştüren reaksiyonu hızlandıran karbonik anhidraz adlı bir enzimi tutabilen bir hidrojel malzeme baskısı yapmışlardır.
Buldukları sonuçları Gels Dergisi’nde paylaşarak, 3D baskının hızlı ve çok yönlü sonuçlar verebilecek filtre metodu olduğunu göstermeye çalışmışlardır.
Çalışmanın baş yazarı olan ve NC Eyalet Üniversitesi’nde Tekstil Mühendisliği, Kimya ve Bilim Bölümü’nden Yardımcı Profesör Jialong Shen, “Bu 3D baskı kullanarak yapılan üretim süreci her şeyi daha hızlı ve daha kesin hale getirmektedir. Eğer bir yazıcıya ve ham maddelere erişiminiz varsa, bu fonksiyonel malzemeyi siz de üretebilirsiniz” dedi.
Çalışmada, NC Eyalet Üniversitesi Wilson Tekstil Fakültesi’ndeki araştırmacılar, iki farklı organik bileşiği içeren bir çözeltiyle (diğer bir deyişle baskı mürekkebi), karbonik anhidraz adlı enzimi içeren bir çözeltiden karışım hazırladılar. Araştırmacılar, bu karışım çözeltisini UV ışığıyla basıldığı sırada katılaştırarak hidrojel iplik benzeri filamentleri iki boyutlu bir ızgara şeklinde bastırdılar.
Shen, “Hidrojeli, 3D olarak basılabilecek ve sürekli bir filament olarak çıkarılabilecek, ayrıca mekanik olarak yeterince güçlü olacak şekilde formüle ettik. Tasarımımızın ilham kaynağı, sıvıyla dolu olan bölmelere paketlenmiş enzimleri olan kendi hücrelerimizdir. Bu ortam, enzimlerin görevlerini yapmasına yardımcı olması açısından önem arz etmektedir” dedi.
Araştırmacılar, malzemenin özelliklerini test etmek için bükülme ve dönme yeteneklerini anlamaya çalışmışlardır ve filtrelerin karbon yakalama performansını incelemişlerdir. Küçük ölçekli bir deneyde, filtre gaz karışımındaki karbondioksitin %24’ü yakalanmıştır. Yakalama oranı, daha önce elde ettikleri tasarımlara göre daha düşüktür ancak filtrenin bir inç (2 santimetre) çapından daha küçük olduğu bilinmelidir. Dolayısıyla, daha büyük boyutta ve farklı modüler şekillerde üretilerek yüksek bir sütun halinde yığılabilir. Bu da yakalama verimliliğini artırabilir, şeklinde yorumlar araştırmacılar tarafından yapılmıştır.
Shen, “Filtrenin çapını büyüterek ya da üst üste filtre ekleyerek daha yüksek yakalama verimi elde edilebilir. Bu test, test etmenin kolay olması adına küçük ölçekte yapılmış olan bir başlangıç testiydi ve bunun bir sorun teşkil edeceğini düşünmüyoruz” dedi.
Araştırmacılar ayrıca malzemenin filtrasyon dayanıklılığını test etmişlerdir ve 1000 saatten daha uzun süre sonra bile başlangıçtaki karbon yakalama performansının %52’sini koruduğunu bulmuşlardır.
Çalışmanın eş yazarı ve NC Eyalet Üniversitesi Tekstil Mühendisliği, Kimya ve Bilim Bölümü’nden Yardımcı Doçent Sonja Salmon, “Bu çalışma hala başlangıç aşamasında olsa da bulgularımız karbon yakalama cihazları için yeni malzemelerin üretilebileceği yeni yollar olduğunu göstermektedir. Karbon yakalama konusunda umutluyuz” dedi.
KAYNAK: sciencedaily.com
