Gdańskie chemiczki tworzą fotokatalityczne materiały, które oczyszczają wodę i powietrze

Zespół prof. Anny Zielińskiej-Jurek z Katedry Inżynierii Procesowej i Technologii Chemicznej Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej opracowuje nowe materiały fotokatalityczne. Są to materiały półprzewodnikowe, które absorbują promieniowanie słoneczne. "Zgromadzony w ten sposób ładunek może zostać przekształcony w reaktywne formy tlenu. Te z kolei są w stanie bardzo efektywnie utleniać zanieczyszczenia obecne w wodzie czy powietrzu" - zaznaczono w komunikacie na stronie internetowej PG.

Absolwentka uczelni, a obecnie doktorantka - Marta Kowalkińska, opracowała fotokatalizator, który dzięki swojej morfologii eliminuje zanieczyszczenia organiczne w wodzie. "W szczególności skupiam się na rozkładzie farmaceutyków, niepodatnych na rozkład biologiczny w konwencjonalnych systemach oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych" - wyjaśnia Kowalkińska, cytowana na stronie uczelni. Tymi farmaceutykami są m.in. naproksen, ibuprofen czy paracetamol, czyli popularne środki, stosowane w lekach przeciwbólowych, które dostępne są bez recepty.

Organizm człowieka częściowo metabolizuje te związki farmaceutyczne. Jednak – jak zaznaczają badaczki - metabolity te nie zawsze są podatne na rozkład biologiczny, a część związków wydalana jest w formie niezmienionej z naszego organizmu.

"Choć farmaceutyki w ściekach nie występują w dużych stężeniach, to mogą ulegać bioakumulacji w wodzie, czy biomagnifikacji w środowisku, powodując toksyczność i w różny sposób wpływając na organizmy żywe" – podkreśliła prof. Anna Zielińska-Jurek. Badaczkom w szczególności zależy na tym, żeby opracować takie technologie, dzięki którym te substancje zostaną wyeliminowane ze ścieków oraz z wód powierzchniowych.

Badania nie dotyczą jedynie wody. "Nasz zespół opracował fotokatalizator, zdolny do eliminowania szerokiego spektrum zanieczyszczeń powietrza: tlenków azotu, benzo(α)pirenu obecnego w pyłach oraz lotnych zanieczyszczeń organicznych" - podkreśliła prof. Zielińska-Jurek. Jej zdaniem to rozwiązanie "jest innowacyjne w skali całego świata, ponieważ fotokatalizator jest w stanie eliminować te zanieczyszczenia pod wpływem promieniowania słonecznego".

Światło UV jest drogie i jest go bardzo mało – jedynie 3-5 proc. w spektrum promieniowania słonecznego, dlatego badaczki chcą zwiększyć wydajność procesu poprzez aktywację materiału w świetle widzialnym. Nad wprowadzeniem tego rozwiązania ściśle współpracują z PKN Orlen S.A.

Fotokatalizatory mogą być stosowane do modyfikacji na różnych powierzchniach, nadając im nowe właściwości. Gdańskie badaczki prowadzą prace nad zastosowaniem dodatku ekologicznego, jakim jest fotokatalizator w asfalcie. "Nawierzchnia będzie zawierała warstwę zdolną do degradacji zanieczyszczeń, a więc na przykład tlenków azotu, należących do najgroźniejszych związków zanieczyszczających atmosferę, emitowanych m.in. w trakcie spalania paliw kopalnych oraz z transportu samochodowego" - podała Kowalkińska, która jest wykonawczynią w projekcie "Ekologiczne asfalty", realizowanym w ramach programu "Szybka ścieżka" (NCBiR).

Nauka w Polsce

amk/ zan/