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.
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.
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.
mti
Zöldinfó
AM: elfogadták a 3. Nemzeti Biodiverzitás Stratégiát
A 3. Nemzeti Biodiverzitás Stratégia átfogó keretet biztosít a hazai élővilág, a természeti erőforrások hosszú távú fennmaradásához és meghatározza a 2030-ig elérendő célkitűzéseket, valamint az azok megvalósítását szolgáló intézkedéseket – közölte az Agrárminisztérium (AM) kedden az MTI-vel.
Kiemelték: a stratégia olyan témákat helyez előtérbe, mint a védelemben részesülő területek hálózata, a természetes és természetközeli ökoszisztémákat károsító inváziós idegenhonos fajok visszaszorítása, illetve a fenntartható mezőgazdálkodás, erdőgazdálkodás, vad- és halgazdálkodás. A jelenleg elfogadott terv kiemelt feladatai közé tartozik továbbá a beporzók csökkenésének megállítása, az ökoszisztémák klímaváltozással szembeni ellenálló képességének javítása, a zöld infrastruktúra hálózat elemeinek fejlesztése, illetve a biodiverzitást veszélyeztető szennyezések mérséklése – írták a közleményben.
Hangsúlyozták, hogy a biológiai sokféleség az élővilág változatosságát jelenti, Magyarország sokszínű természeti értékeinek hosszú távú megőrzése pedig elengedhetetlen a jelen és a jövő generációk jóllétének biztosításához. Emellett a biodiverzitás az élelmiszertermelés alapja, valamint nélkülözhetetlen a talajtermékenység és a beporzás biztosításában, a víz és a levegő tisztításában, miközben gyógyszer-alapanyagot és faanyagot is nyújt számunkra. Kiemelt szerepet játszik továbbá a katasztrófák, a járványok és betegségek elkerülésében, hatásainak enyhítésében, illetve a globális és a regionális klíma szabályozásában.
Magyarország egyedülálló és gazdag természeti értékei, a változatos adottságú és egyre többek által látogatott nemzeti parkok, a vadon előforduló, védett növény- és állatfajok és ezek természetes és természetközeli élőhelyei, az őshonos haszonállatok és növények, valamint az egyedi magyar táj és a hozzá kapcsolódó természeti és kulturális értékek mind hozzájárulnak Magyarország országimázsához – mutattak rá a közleményben. A természeti erőforrások védelme és a velük való bölcs gazdálkodás követendő elv, hiszen így biztosítható, hogy hosszú távon megmaradjon Magyarország gazdag és értékes természeti környezete és biodiverzitása, amely elengedhetetlen a magyar lakosság minőségi életéhez – tájékoztatott a szaktárca.