Kapcsolatfelvétel

Zöldinfó

Lepkeszárnyból előállított nanoszerkezeteket vizsgáltak az ELKH kutatói

Bizonyos lepkefajok szárnyát cink-oxiddal bevonva környezetkímélő módon és olcsón állíthatók elő fotonikus nanoszerkezetek, amelyek lehetővé teszik a napenergia közvetlen hasznosítását kémiai folyamatok előidézésére – állapították meg az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Energiatudományi Kutatóközpont (ELKH EK) Műszaki Fizikai és Anyagtudományi, valamint Energia- és Környezetbiztonsági Intézetének kutatói.

Létrehozva:

|

Az eredmények új távlatokat nyithatnak többek között a vízben oldott szennyező anyagok – például festékek, gyógyszermaradványok, mikroműanyagok – káros hatásainak csökkentését célzó vízkezelés terén. A kutatást bemutató tanulmány a Royal Society Open Science című rangos szakfolyóiratban jelent meg – közölte az MTI-vel szerdán az ELKH. Mint a közlemény kiemeli, a napfényt a jövő elsődleges megújuló energiaforrásaként tartják számon, amelynek egyik közvetlen felhasználási formája a fotokatalízis. Ennek során a napenergiát közvetlenül hasznosítják kémiai folyamatok előidézésére, ami sokkal hatékonyabb, mintha előbb elektromos energiává alakítanák – például napelemek segítségével -, majd az így nyert energiát használnák fel a kémiai folyamatokban.

Egyes félvezető anyagok, mint például a cink-oxid és a titán-dioxid képesek ilyen kémiai változásokat előidézni. Elnyelik a rájuk eső fényt, és ezzel olyan gerjesztések keletkeznek bennük, amelyek a különféle, vízben oldott nemkívánatos anyagokban – például festékekben, gyógyszermaradványokban, mikroműanyagokban – kémiai változásokat idéznek elő, ezzel csökkentve azok káros hatásait. Tulajdonságaik révén a cink-oxid és a titán-dioxid is leginkább az ultraibolya fényt tudják hasznosítani fotokatalízis céljára, ami jelentősen bonyolítja és költségessé teszi felhasználásukat a vízkezelésben. Igen előnyös lenne, ha fokozni lehetne fotokatalitikus aktivitásukat a látható fény tartományában, hiszen akkor számos átlátszó műanyag és az üveg is használhatóvá válna, így olcsóbb lenne alkalmazásuk – áll a közleményben. Ennek egyik lehetséges módja a fotonikus kristályokként ismert, a fény terjedését befolyásolni képes, különleges nanoszerkezetek használata. A fotonikus kristályok két fényáteresztő, de optikai tulajdonságaikban jelentősen eltérő anyagból felépülő nanokompozitok, amelyekben az egyes alkotóanyagok elhelyezkedése szabályosan, a fény hullámhosszával összemérhető skálán váltakozik a térben. Emiatt adott hullámhosszúságú fény nem képes a fotonikus nanoarchitektúrákban terjedni, és visszaverődik azok felszínéről.

Ilyen nanokompozitok mesterséges előállítása ugyan lehetséges, ám drága és időigényes és káros anyagok alkalmazására is szükség lehet. Ezeket a nanoszerkezeteket ugyanakkor sok millió évvel ezelőtt már a biológiai evolúció is “felfedezte”. Például számos lepkefaj hímjeinek szárnyain előfordulnak fotonikus kristály jellegű – kitinből és levegőből felépülő – nanoarchitektúrák, amelyek a lepkék szexuális kommunikációjában játszanak meghatározó szerepet – emlékeztet a közlemény. Az ELKH EK kutatói közönséges vagy Ikarusz boglárka lepkéket (Polyommatus icarus) tenyésztenek, amelyek lehetővé teszik fotonikus nanoarchitektúrák környezetkímélő és olcsó előállítását. A laboratóriumi körülmények között nevelt lepkék esetében egyetlen szaporodó párnak hat-hétszász utódja is lehet. A nanoszerkezet egyik összetevője a levegő, ezért a lepkék szárnyain előforduló fotonikus nanoarchitektúrák fajlagos felszíne igen nagy. Mivel a folyadék és a szilárd anyag kölcsönhatása így sokkal nagyobb felületen érvényesül, mint egy sík anyagon – például üvegen -, ez további előnyökkel jár.

Advertisement

Modern anyagtudományi eljárásokkal, például atomi rétegleválasztással lehetséges a kitinalapú fotonikus nanoarchitektúra konformális beborítása néhány nanométer vastagságú cink-oxid réteggel, mely réteg vastagságának változtatásával a visszavert fény színe is hangolható. A kísérletekhez a kutatók különböző fajoktól származó, néhány nanométer vastagságú cink-oxid réteggel borított lepkeszárnyakat alkalmaztak. Kimutatták, hogy a fotokatalitikus hatás annál jobban fokozódik, minél nagyobb az átfedés a látható fény tartományában a cink-oxiddal borított lepkeszárny fényvisszaverése és a tesztanyagként alkalmazott, vízben oldott rodamin B festék fényelnyelése között. Ezzel igazolták, hogy a megfelelően nanostrukturált cink-oxid a látható tartományban is rendelkezik fotokatalitikus hatással, továbbá hogy ennek nagysága a fotonikus nanoarchitektúra jellegű biológiai szubsztrát optikai jellemzőinek változtatásával hangolható – áll az ELKH közleményében.

 

Advertisement

 

mti

Advertisement

Zöldinfó

Erdőtüzek után: Spanyolország hadat üzen a klímavészhelyzetnek

Spanyolországban véget ért a 20 napig tartó erdőtűzhullám.

Létrehozva:

|

Szerző:

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)

“Országunk történetének ez a tragikus epizódja, amelyet a 20 napon keresztül egyidejűleg pusztító hatalmas erdőtüzek okoztak, véget ért, de a tűzoltási kampány folytatódik, ezért senki sem lazíthat a készültségen” – fogalmazott az alternativenergia.hu, hozzátéve, hogy néhány, már kisebb és ellenőrzött tűz oltásán továbbra is dolgoznak a tűzoltók. Mint mondta, augusztusban összesen 93 erdőtűz pusztított az országban, amelyből 59 érte el a legmagasabb riasztási fokozatot, közülük 39 pedig nagy kiterjedésűnek számított, mivel meghaladta az 500 hektárt. A lángok ebben a hónapban több mint 300 ezer hektárnyi zöld területet perzseltek fel. A természeti katasztrófa négy ember halálát okozta, 48-an pedig megsérültek – részletezte. Hozzátette: a legsúlyosabb nap augusztus 16. volt, amikor egyszerre 23 helyszínen tomboltak a lángok öt tartományban, Kasztília és Leónban, Galiciában, Extremadurában, Asztúriában és Kantábriában.

Az erdőtüzek miatt mintegy 36 ezer embert kellett kitelepíteni otthonából az elmúlt hetekben. A spanyol hatóságok munkáját 10 európai ország segítette eszközökkel és szakemberekkel, a többi közt Franciaországból, Németországból, Finnországból és Romániából. Beszámolt arról is, hogy az erdőtüzek keletkezésével összefüggésben már 57 embert vettek őrizetbe, és 142 ember ellen indult eljárás. A főigazgató hangsúlyozta: az erdőtüzek pusztítását “jelentős meteorológiai anomália” kísérte az elmúlt 50 év legintenzívebb hőhullámával, amelynek során négy napon is megdőlt a melegrekord. A hőség és az alacsony páratartalom mellett az erős széllökések, valamint a száraz viharok is nagyban hozzájárultak a lángok terjedéséhez, és nehezítették a megfékezésüket – jegyezte meg.

“Megnyertük ezt a csatát. De a háború még nem ért véget, mert a klímaváltozás még minidig itt van, és most újból össze kell fognunk, hogy megerősítsük az egész rendszert, hogy képesek legyünk továbbra is megvédeni országunkat” – fogalmazott Virginia Barcones. A miniszterelnöki hivatal tájékoztatása szerint Pedro Sánchez kormányfő hétfőn ismerteti a klímavészhelyzetek kezelésére vonatkozó állami paktumjavaslatát.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák