Důmyslná 3D nanotech deka představuje nový přístup k čištění vody  
Zbrusu nová nanotechnologie spojuje elektrospinning s oxidem titaničitým okořeněným mědí. Výsledkem je nanotech deka (nanomat), kterou lze položit kdekoliv na hladinu vody, kterou pak velmi účinně čistí. Je to jednoduché, levné a šetrné vůči prostředí. Uplatnění sahá daleko za čištění vody.
Oxid titaničitý. Oblíbil si ho kosmetický i potravinářský průmysl. Najdeme ho jako přísada přísadu v papíru, plastech, gumě i keramice. Je součástí lambda sond v motorech automobilů a v medicíně vylepšuje implantátům srůst s kostí. Věděli jste, že je také podezřelý z karcinogenosti a že naše firma Precheza a. s. Přerov je největším producentem titanové běloby v Evropě?
Oxid titaničitý. Oblíbil si ho kosmetický i potravinářský průmysl. Najdeme ho jako přísada přísadu v papíru, plastech, gumě i keramice. Je součástí lambda sond v motorech automobilů a v medicíně vylepšuje implantátům srůst s kostí. Věděli jste, že je také podezřelý z karcinogenity a že naše firma Precheza a. s. Přerov je největším producentem titanové běloby v Evropě?

Solární energetika je sice velmi žádoucí alternativní zdroj energie, ale s jejím využitím se stále pojí dílčí technologické trable, které je nutné řešit. Platí to i pro solární technologie obsahující nanočástice oxidu titaničitého, protože aby taková technologie fungovala, musejí nanočástice absorbovat UV složku záření. To přináší řadu problémů pro praktické uplatnění takové technologie.

 

Nanotech deka v nanoměřítku. Kredit: Mikaeili et al. (2025), Advanced Science.
Nanotech deka v nanoměřítku. Kredit: Mikaeili et al. (2025), Advanced Science.

Materiálová inženýrka Pelagia-Iren Gouma z Ohio State University a její spolupracovníci vyvinuli nový materiál, který s pomocí slunečního záření a oxidu titaničitého může čistit vodu od nebezpečných škodlivin. Je to pozoruhodná technologie založená na měkkých gelech a zvlákňování electrospinningem. Goumová s kolegy vytvořila vláknité struktury s oxidem titaničitým. Aby překonali zmíněné obtíže s využitím oxidu titaničitého, přidali měď.

 

Nakonec vznikl nanoporost (nanomat), který absorbuje dost solární energie na to, aby likvidoval škodliviny ve vodě nebo také ve vzduchu. Podle Goumové nebylo úplně snadné vyrobit něco jako deku, kterou položíte na vodu, a deka generuje energii pro další využití. Jak je ale vidět, nakonec se jim to povedlo.

 

Jde o to, že když oxid titaničitý absorbuje sluneční záření, uvolní se elektrony, které spustí oxidaci a ničí škodliviny. Přidání mědi tento proces přeřadí na vysoké obrátky. Badatelé nové nanotech deky testovali a překvapivě zjistili, že v porovnání s tradičními solárními články lépe těží energii ze slunečního záření.

 

Pelagia-Iren Gouma. Kredit: Ohio State University.
Pelagia-Iren Gouma. Kredit: Ohio State University.

Jak Goumová šibalsky podotýká, nanotech deky je možné využívat jako generátor energie nebo jako zařízení pro čištění vody. V obou případech jde o katalyzátor s doposud nejvyšší publikovanou účinností.

Ještě lepší je jejich okouzlující praktičnost. Jsou lehké. Snadno se s nimi manipuluje. Lze je umístit na prakticky jakoukoliv vodní hladinu a také je možné je používat mnohokrát opakovaně.

Logo. Kredit: Ohio State University.
Logo. Kredit: Ohio State University.

 

Nanotech deky jsou v čištění vody natolik účinné a praktické, že by se podle svých tvůrců mohly uplatnit při čištění průmyslově znečištěných vod v rozvojových zemích. Také se nabízejí znečištěné vody v krajině s cennou přírodou.

Materiál nanotech dek i celý proces jsou šetrné vůči prostředí.

Nová nanotechnologie by se mohla uplatnit i v jiných typech fotokatalýzy, jako je například výroba zeleného vodíku.

 

Video: Electrospinning: A look at the poor man's way to nanotechnology

 

 

Literatura

Ohio State University 24. 3. 2025.

Advanced Science online 24. 3. 2025.

Datum: 27.03.2025
Tisk článku

Související články:

Některé nanočástice nám škodí ale které?     Autor: Josef Pazdera (19.04.2014)
Převratný grafenový filtr by mohl zajistit pitnou vodu pro celou planetu     Autor: Stanislav Mihulka (19.03.2016)
Grafenové nanosíto udělá z mořské vody pitnou     Autor: Stanislav Mihulka (04.04.2017)
Laserem opracovaný hliník po ozáření Sluncem čistí vodu     Autor: Stanislav Mihulka (14.07.2020)
Nová hydrogelová tableta za hodinu vyčistí běžnou říční vodu     Autor: Stanislav Mihulka (12.10.2021)
O brýlích, které se nezamlží     Autor: Dagmar Gregorová (26.02.2022)
Nová titanová slitina je rekordmanem ve specifické pevnosti 3D tištěných kovů     Autor: Stanislav Mihulka (21.09.2022)
Mohly by nám medúzy pomoci čistit odpadní vody od mikroplastů?     Autor: Dagmar Gregorová (15.04.2023)



Diskuze:

Co je na tom výzkumu tak objevné?

Petr Matuška,2025-03-27 13:47:07

Takže paní Gouma a její parta se naučila vyrábět nanovlákna s oxidem titaničitým dotovaným mědí. Tkaniny z těchto nanovláken na slunci produkují volné radikály, které rozkládají organické molekuly. Co je tady objevného?
Nanovlákna a nanotextilie vyrábějí na liberecké technice už spoustu let. O vlastnostech TiO2 už se taky ví dlouho. Takže ty sloučeniny mědi jako dotace TiO2?

Odpovědět


Re: Co je na tom výzkumu tak objevné?

Josef Hrncirik,2025-03-27 21:39:37

Že Advanced Science online 24. 3. 2025. https://doi.org/10.1002/advs.202502981 neobjevily, že v recenzovaném článku chybí podstatné údaje k přípravě a ev. aplikaci zázračné energetické deky.

Jasno je pouze, že fig. 9b ukazuje že na světle bez UV se metylénová modř odbarvuje i bez TiO2.
S TiO2 řekněme 3x rychleji. S TiO2 dopovaným 2% Cu 10x rychleji.

Vždy chybí údaje o dávce TiO2/modř intenzitě i spektru osvětlení a energii pohlcené v TiO2.

9.c ukazuje že při nejasném! dávkování TiO2 vláknový s Cu++ je prakticky stejný jako střízlivý /nedopovaný levnější práškový.

9.d ukazuje, že prášek bez Cu++ i bez UV je stejně účinný při čerpání dotací jako dotované vlákno navíc dotované i UV!!
Donalda na Ně!!

M. modř lze ku podivu odbarvovat dočasně redukcí i oxidací (e- či dírou). Zde ví jen AKBAR!

fig.8 ukazuje temný proud z neznámé plochy nedopovaným TiO2 neznámým napětím v 0,1 M KOH.
Je kupodivu cca 10000x větší než u neznámé plochy osvětleného dopovaného chcípáčka.

Dotace Cu++ mírně změní barvu a pohltivosti. Bez pokusu o kvantifikaci.
Tvrzení, že to je výborný PV článek je pouhá nepodložená halucinace. Ani náznak odhadu možných V či W.

fig.S4 v supp. (z PDF se asi neotevřou) I fce (V), nejspíš tma v KOH. (bez ploch k ničemu)
Střízlivý při redukci H2 bere i 4 mA, pod vlivem 10x méně. U oxidace je to stejné u obou.

Dopovaný je v cyklu záhadně hysterický. Oxiduje sebe nebo nečistotu?

Příprava vláken není plně popsána. Spřádán byl roztok nejasné koncentrace, jisto jen rychlostí 1,4 mml/h. Z titanátové složky TTIP vznikne váhově jen 1/4 TiO2. Hustoty cca 4. Z záhadné konc. TTIP asi 15% pak dostaneme jen cca (1,4.0,15/4) = 52 mm3 (200 mg vláken), možná jen 1/2 či méně.
Po vyžíhání mají vlákna tloušťku jen 60-190 nm. Povrch cca odhadem 4/d=4/130 nm=4/130.mikro mm =
30800 mm2/mm3= 1,6Mmm2 = 1,6 m2/hod výroby.

Odpovědět


Re: Re: Co je na tom výzkumu tak objevné?

F M,2025-03-29 12:00:08

"Tato práce nabízí životaschopnou cestu k získání stabilních nanočástic TiO 2 dopovaných Cu s vysokým poměrem plochy povrchu k objemu pomocí procesů na bázi nanovláken." Pouze cestu, i cesta může být cíl.
"8b ukazuje generování čistého proudu pod viditelným světlem s maximálním proudem 180 nA"
Použitá byla "xenonovouá lampa s odfiltrovanou složkou UV záření", tedy světelný tok nekvantifikován, ale odhadem k usmažení salmonelóz při přípravě vaječné omelety by měl stačit s rezervou.
Tady bude zakopaný pes v těch vláknech, přímo pro výrobu proudu to bude nepoužitelné. Z textu mi vyplívá, že ta FV je to myšlena k získávání energie pro štěpení vody. Srovnávání účinnosti s klasickými FVE panely je mírně řečeno zavádějící. Ale dopad pro PR bude prokazatelně pozitivní. Tím snad i finanční.
Ten obrázek 9, navíc ukazuje i tu funkčnost toho nového vlákna bez UV, ale to co píšete samozřejmě platí, stejně tak ta intenzita. Nebude se to chovat lineárně a pokud by tam byl při nižší větší rozdíl určitě by se pochlubili.
Jaká šance, že ten vodík v tak objemné struktuře jako je deka, za přítomnosti těch -OH unikne?
Ještě si troufnout k té výrobě vodíku, pokud by měl být vyráběn přímo osvitem slunce tak by byly třeba kvůli výkonu cca stejné plochy (o něco menší, poloviční/třetinové i kdyby o řád) jako klasických FVE. Jenže by tam byla potřeba infrastruktura, přívod deionizované vody, hlavně jímání toho vodíku a následné zpracování (s minimálními úniky). Takže mi to spíše vychází na umělé (intenzivní osvětlení) a stále relativně velké plochy (patra v nádrži?) a také ne moc smysluplně, tedy pro energetiku/paliva. Pro chemii by to asi mohlo být zajímavé.

Odpovědět

realita

Zdeno Janeček,2025-03-27 10:22:30

článek je napísaný poměrně ironicky, ale i tak bych měl otázku, kam do prcic, jde ten dým !!

Odpovědět


Very sed Reality Show

Josef Hrncirik,2025-03-27 11:49:16

Jak Goumová šibalsky podotýká, oxid titaničitý absorbuje sluneční záření, uvolní se elektrony, které spustí oxidaci a ničí škodliviny v prčicích, ve frontové zóně (Černobylu).
Elektrony se vynořují v (-) fázích na fázích R,S,T !!!

Odpovědět


Re: Very sed Reality Show

Florian Stanislav,2025-03-27 18:59:34

Jak by řekla Božena němcová v Babičce : Dávno, dávno již tomu...když oxidace byla odštěpování elektronů a redukce přijímání elektronů.
"uvolňují se elektrony, které spustí oxidaci" ???

Odpovědět


Re: Very sed Reality Show

Florian Stanislav,2025-03-27 18:59:34

Jak by řekla Božena němcová v Babičce : Dávno, dávno již tomu...když oxidace byla odštěpování elektronů a redukce přijímání elektronů.
"uvolňují se elektrony, které spustí oxidaci" ???

Odpovědět


Re: Re: Very sad Reality Show

Josef Hrncirik,2025-03-27 19:58:49

JuDr. Sokol Vy nesl roz sudek: Na počátku byly elektrony v Lochu (díře (nasycené), potenciálové Já Mě) za Mřížemi krystalové Mřížky. Nabuzením osvícením při posvícení a Překonáním Zakázaného Pásma a útěkem z Lochu se dopustily vo divostního Zločinu a uvolnily Chamtivou Díru schopnou vyrvat elektrony z málo morálně pevných (vybíravých) Pobudů nevyhýbajících se kontaktům se Zalochovanými Chamtivými Dírami provokativně vystrkovanými durch málo husté mřížoví povrchu Lochu. Tím dojde k trestuhodné (2 daňové úniky!) oxidaci i mírně potencionálně potentního Pobudy a redukci Chamtivé Díry na běžnou (saturovanou). Naoxidovaný Pobuda opustí s nezájmem místo své oxidace a redukovaná Chamtivá Díra se zamíchá a zmizí jako šedivá mezi šedivými až do dalšího trestuhodného Osvícení.

Aktéři musí být potrestáni minimálně dvojnásobky maximálních trestů !§§.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni



Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz