محققان دپارتمان انرژی در آزمایشگاه ملی ساوانا ریور نشان دادند که می‌توان ذرات کوچک منوسدیم تایتانات را با ذرات نانومقیاس این ماده جایگزین کرد. با این کار، کاربردهای منوسدیم تایتانات افزایش می یابد.
کاهش ابعاد منوسدیم تایتانات و بهبود عملکرد آن
منوسدیم تایتانات یک ماده تبادل یونی است که برای زدودن آلودگی‌های رادیواکتیو و محلول‌های پساب صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این ماده می‌توان برای رهاسازی برخی یون‌شها به‌درون سلول‌های زنده برای مقاصد پزشکی استفاده کرد. منوسدیم تایتانات یک شکل اصلاح شده است که توسط آزمایشگاه ملی ساندیا تولید شده است. این ماده به‌صورت پودر بوده وذرات آن کروی به ابعاد ۱ تا ۱۰ نانومتر است.
دیوید هوبس می‌گوید با کوچکتر کردن هر ذره شما می‌توانید مقدار مساحت سطح را افزایش دهید. از آنجایی که سطح ذره، جایی است که در آن واکنش اتفاق می‌افتد با جایگزین کردن نانوذرات به‌جای ذرات درشت‌تر، می‌توان این سطح را در منوسدیم تایتانات افزایش داد. برای مثال یک ذره ۱۰ نانومتری داری نسبت سطح به حجمی ۱۰۰۰ برابر بیشتر از ذره ۱۰ میکرونی است. بنابراین در این پروژه محققان به‌دنبال تولید منوسدیم تایتانات هستند که در آن ابعاد ذرات تشکیل دهنده در مقیاس نانو ( ۱ تا ۲۰۰ نانومتر) باشد.
بعد از این که پژوهشگران موفق شدند این ساختار را تولید کنند متوجه شدند که منوسدیم تایتانات حاوی ذرات کوچکتر دارای خواص تبادل یون بهتری است. منوسدیم تایتانات می‌تواند به‌عنوان فتوکاتالیست برای تجزیه مواد آلی مورد استفاده قرار گرفته و پایگاهی برای رهاسازی فلزات درمانی شود.
محققان در این پروژه سه روش را برای تولید نانوذرات امتحان کردند. اولین روش، روش سل ژل بود که در آن با استفاده از سورفاکتانت‌ها و مواد شیمیایی اندازه ذرات کنترل می‌شود. در نهایت ذراتی کروی با قطر ۱۰۰ تا ۱۵۰ نانومتر به‌دست آمد. در روش دوم از ذرات میکرومقیاس شروع شده و با متورق کردن ذرات، آنها را به ذراتی با قطر ۱۰ نانومتر و طول ۱۰۰ تا ۱۵۰ نانومتر تبدیل کردند. روش سوم، روش هیدروترمال (گرم‌آبی)است که با آن ذراتی به قطر ۱۰ نانومتر و طول ۱۰۰ تا ۵۰۰ نانومتر بدست می‌آید. نتایج نشان داد که محصول نانومقیاس حاصل از هر سه این روش‌ها می‌تواند به شکل پروکسید اصلاح شده در آید. محصولی که از طریق ورقه کردن به‌دست آمده دارای خواص فتوکاتالیستی خوبی برای زدودن آلودگی‌های آلی است. منوسدیم تایتانات به‌دست آمده از این روش می‌تواند مانع رشد سلول‌های سرطان در دهان شود. مکانیسم این عملکرد هنوز برای محققان روشن نیست اما تصاویر میکروسکوپی نشان می‌دهد که فلز موجود در این ماده با هسته سلول برهمکنش داده و مانع تکثیر آن می‌شود.
