وفي جامعة رايس، تم تطوير طريقة مبتكرة وبسيطة، وهي بمثابة اختراق علمي، يمكنها تحسين فعالية عامل مضاد للفيروسات شائع.
ونشر فريق الباحثين من جامعة رايس مقالا في المجلة العلمية العلوم والتكنولوجيا البيئية ويصف أن إضافة السيليكون إلى ثاني أكسيد التيتانيوم - وهي مادة كيميائية شائعة تستخدم لقتل الكائنات الضارة - يزيد بشكل كبير من قدرته على تحطيم الفيروسات الموجودة في الماء والرذاذ.
وقال الباحث الرئيسي: "لقد أخذنا جسيمًا نانويًا تم استخدامه لسنوات عديدة، وبمساعدة علاج بسيط للغاية تمكنا من تحسين نشاطه ثلاثة أضعاف، دون أي تكلفة إضافية حقيقية". ويوضح الباحث أن مادة ثاني أكسيد التيتانيوم تستخدم لقتل الفيروسات والبكتيريا وكذلك تحطيم المواد العضوية من خلال عملية تعرف باسم التحفيز الضوئي (التعرض للضوء، وعادة ما تكون الأشعة فوق البنفسجية). وتستخدم المادة الموجودة في الطبيعة أيضًا كعامل تلوين في الدهانات التجارية وحتى في الأطعمة بالإضافة إلى مكون في كريم الحماية من الشمس.
ويوضح الباحث: "ببساطة تأخذ ثاني أكسيد التيتانيوم وتخلطه لعدة دقائق مع شحم السيليكون، أو السيليكا، أو حمض السيليكون، وبالتالي تزيد فعاليته كعامل محفز".
استخدم الباحثون "قليلاً" من ثاني أكسيد السيليكون لمعالجة الشكل التجاري لثاني أكسيد التيتانيوم، المعروف باسم P25. يوضح الباحث: "في الواقع، أخذنا صبغة بيضاء وتفاعلنا معها بالرمل".
يوضح الباحث أن تطهير كمية محددة من الماء، وهي العملية التي كانت تستغرق حوالي ساعة، كانت تستغرق منا بضع دقائق بفضل زيادة القدرة التحفيزية للمادة. ويشير الباحث إلى "لقد اخترنا نهر اليانغتسي (نهر في الصين وهو أطول نهر في آسيا) كمعيار لاختباراتنا، لأنه معروف بأنه النهر الأكثر تلوثا في العالم اليوم ويحتوي على أعلى محتوى من الفيروسات". . "حتى مع هذا المستوى العالي من التلوث الفيروسي، تمكنا من القضاء التام على الفيروسات الموجودة في الماء." ويضيف الباحث: "عمليتنا بسيطة ورخيصة وصديقة للبيئة".
بدأ فريق البحث بمحاولة تكييف ثاني أكسيد التيتانيوم منذ حوالي عامين. أحد الباحثين المشاركين في النتائج، وهو أستاذ الهندسة المدنية والبيئية المتخصص في معالجة المياه ومياه الصرف الصحي، طلب من فريق البحث المساعدة في العثور على مواد نانوية محفزة ضوئيًا جديدة لتطهير مياه الشرب.
جاء هذا الاكتشاف بشكل عشوائي وغير مقصود تمامًا، حيث استخدمت إحدى الطالبات شحم السيليكون لإغلاق الوعاء الذي قامت بتسخين المادة التجارية P25 فيه. والمثير للدهشة أن القدرة التحفيزية للمادة الموجودة في هذه السفينة تحسنت بأعجوبة. وكشفت تجارب المتابعة على الشحوم من النوع غير السيليكوني أن خصائص المادة التجارية لا تتغير بغض النظر عن تسخين العينة. ولاحقاً تمكن الباحثون من الحصول على نقطة التوازن في النسبة بين المادتين، بعد مزجات كثيرة منهما، حيث تكون كفاءة المنتج في أعلى مستوياتها. ويوضح الباحث أن هذا المزيج بالضبط يسبب تغييرا على المستوى الجزيئي للمادة، ويحسن نشاط محفز معروف بطريقة بسيطة ورخيصة.
تعليقات 2
ليس من الواضح أن الشحوم لا تذوب في الماء
ما هو التلوث الناتج عن العملية "الصديقة للبيئة"؟ (التيتانيوم والسيليكون؟)