Göl ve Nehirlerdeki Zararlı Boyalar Yeni Süngerimsi Malzeme ile Renksiz Hale Gelebilir

Fotoğraf : Araştırmacılar küçük bir parça süngerimsi malzemeyi mavi boya içeren suya tutuyorlar. Yaklaşık 10 saniye sonra beherdeki su berraklaşıyor.

Boyalar, tekstil, kozmetik, gıda işleme, kağıt yapımı ve plastik gibi endüstrilerde sıklıkla kullanılmaktadır. Küresel olarak, her yıl kıyafetlerimizi, göz kapaklarımızı, oyuncakları ve satış otomatlarını renklendirmek için 700 000 metrik ton – Empire State binasının ağırlığının iki katı- boya üretiliyor.

Üretim sırasında, bütün boya ürünlerinin yaklaşık onda biri atık koluna gidiyor. Boyanın çoğu geleneksel atık su arıtma işleminden kaçıyor ve doğada kalıyor, sıklıkla göllere, nehirlere ve göletlere ulaşıyor ve suyu kirleterek su bitkilerini ve hayvanlarını etkiliyor. Çok az bir renk bile güneş ışığını engelleyip bitkilerin fotosentezini durdurabilir bu da tüm su ekosistemini bozar.

Washington Üniversitesi liderliğindeki ekip birkaç saniye içinde sudaki rengi yok edecek çevre dostu bir yöntem geliştirdi. Applied Catalysis B: Environmental dergisinde haziran ayında yayınlanan makalede bu teknik anlatıldı.

“Azıcık bir boya bile çok geniş bir su hacmini kirletebilir bu yüzden rengi çok hızlı ve etkili bir şekilde yok edecek bir yöntem bulmamız gerekiyordu,” dedi kıdemli yazar, Washington Üniversitesi Çevre ve Orman Bilimleri Fakültesi biyokaynak bilimi ve mühendisliği yardımcı doçenti Anthony Dichiara. “Elde ettiğimiz bu başarılı sonuçtan oldukça etkilendik.

Araştırma ekibi kağıt hamuru ve küçük metal parçaları kullanarak elde ettikleri süngerimsi malzeme ile rengi uzaklaştıracak bir yöntem geliştirdiler. Bitki hücre duvarındaki ana yapı ve dünyada en çok bulunan doğal malzeme olan selüloz küçük paladyum parçaları ile süslenerek üretilen malzemenin belkemiğini oluşturuyor. Bu metal rengi hızlıca uzaklaştırmak için katalizör vazifesi görüyor.

Boyayı uzaklaştırmak yerine araştırmacılar rengi değiştirerek görünür spektrumdan çıkarmayı amaçladı. Bir kimyasal reaksiyon örneğin kırmızı rengi dağıtabilir ve berrak veya renksiz gözükmesini sağlayabilir. Boya atıklarının gölleri yapay olarak renklendirmesi ve fotosentezi önlemesi durumunda boyanın kırmızıdan berrak renge dönmesiyle birlikte bitkiler tekrar normal olarak büyüyebilir konuma gelir.

Boyaların “indirgen madde” kullanılarak indirgenmesi yapılarını değiştirerek, boyanın rengini kırmızıdan mavi veya berrak hale getirebilir. Ancak bu reaksiyon çok verimli değil ve gerçekleşmesi haftalar sürebilir. Üniversitenin ürettiği malzemede indirgen madde ile birlikte bu süreci neredeyse bir anda gerçekleşebilecek hıza taşıyan bir katalizör kullanılıyor.

Bu yeni makalede araştırmacılar, geliştirdikleri basit ve sürdürülebilir prosesi anlattılar. Araştırmacılar, selüloz moleküllerini paladyum metali ile birleştirip bu karışımı ısıttı ve bir karıştırıcı ile karıştırdı. Daha sonra karışımı arıttılar ve dondurarak kuruttular böylece malzeme gözenekli ve tekrar kullanılabilir bir maddeye dönüştü. Elde edilen süngerin yüzde 99’undan fazlası havadan oluşuyor- malzemedeki metal katalizör parçacıkları renkleri giderirken geniş gözenekler de suyun içeri ve dışarı akışına olanak sağlıyor.

Malzeme, gerçek bir sünger gibi suyu sıkılıp, renk uzaklaştırma özelliğini kaybetmeden defalarca kullanılabiliyor. Araştırmacılar birçok sıkma ve filtreleme döngüsü sonrası kusursuz kalabilen böyle hafif bir malzeme yapmanın özellikle süngerin renk azaltıcı partikülleri ile birlikte İsviçre peyniri yapısının korunması göz önüne alındığında zor olduğunu söylüyor.

Araştırmacılar, süngeri tekstil endüstrisinde sıklıkla kullanılan mavi ve kırmızı boyalarla laboratuvarda test etti. Renkli suyu- önceden mevcut molekül ile karıştırılmış olması renk-indirgenmesini kolaylaştırıyor- süngerin üstüne döktüler. Sıvı, malzemeden geçtikten sonra elde edilen su berraktı. Diğer bir testte, araştırmacılar malzemeyi mavi boyalı su içeren kavanozun içinde döndürdüler ve yaklaşık 10 saniye sonra renk kayboldu.

Laboratuvar testlerinin dışında, araştırmacılar birçok küçük süngerimsi-malzemenin boya ile kirlenmiş göle bırakılabileceğini söylüyor. Süngerler, kupanın içinde çay poşetini döndürür gibi göl içindeki tüm renk kaybolana kadar sürüklenebilir.

“Sadece ufacık bir miktar boya bile gölün rengini çarpıcı biçimde değiştirebilir,” dedi Dichiara. “Bu yöntem hızlıca ilgilenmeniz gereken düşük konsantrasyonda boya varlığında pekala işe yarayabilir.”

İlk yazar, Washington Üniversitesi misafir öğretim üyesi ve Güney Çin Ziraat Üniversitesi doçenti Jin Gu. Diğer co-yazarlar Güney Çin Ziraat Üniversitesinden Chuanshuang Hu ve Weiwei Zhang.

Bu çalışmanın finansal kaynakları Guangdong Eyaleti Bilim ve Teknoloji Bakanlığı, ABD Tarım Bakanlığı Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü ve Guangdong Ormancılık Bürosu’dur.

Kaynak : sciencedaily.com