محققان با استفاده از پسماندهای غذایی و به کارگیری مزیت‌های فناوری نانو، فیلم شفاف ضدعفونی‌کننده و همچنین فتوکاتالیسیتی با خواص پیزوالکتریک ساختند. در این فناوری از نانوورق‌های دو‌سولفید مولیبدن استفاده شده است.
تبدیل زباله و پسماند مواد غذایی به ترکیبات ضدعفونی‌کننده و پیزوالکتریک
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور جی مینگ وو از گروه علوم و مهندسی مواد در دانشگاه ملی تسینگ هوآ (NTHU) در تایوان اخیراً دو ماده پیزوالکتریک کامپوزیتی استخراج شده از مواد زاید معمولی را تولید کرده است. یکی از این دو ماده، کاتالیزوری استخراج شده از پوسته برنج است که قادر به تصفیه فاضلاب صنعتی ۹۰ برابر سریع‌تر از فوتوکاتالیست‌های رایج مورد استفاده است. ماده دوم، ترکیبی است که از استخوان های دور ریخته ماهی تولید می‌شود و برای ساخت یک فیلم شفاف ضدعفونی‌کننده مناسب است، فیلمی که به‌عنوان روکش روی صفحه نمایش تلفن‌های همراه، دکمه‌های آسانسور، دستگیره درها و غیره استفاده شده است. وو نمونه‌ای را با باکتری اشرشیا کلی آغشته کرد، پس از اعمال فشار به مدت ۲۵ دقیقه، سپس فشار را برداشته و پنج دقیقه صبر کرد و در ادامه اثر ضدعفونی‌کننده فیلم را نشان داد. پس از پنج بار تکرار با این روش، اشرشیاکلی ۷۶ درصد کاهش یافت.
فاضلاب صنعتی آلی به‌طور معمول با استفاده از فوتوکاتالیست تصفیه می‌شود. با این حال، فوتوکاتالیست‌های معمولی به نور کافی نیاز دارند و فاضلاب معمولاً خیلی شفاف نیست؛ بنابراین، بازده این فرآیند کم است. با توجه به این مشکل، تیم تحقیقاتی وو دی‌اکسید سیلیسیم را از پوسته برنج استخراج کرده و سپس با تولید مولیبدن و گوگرد، یک ماده پیزوالکتریک کامپوزیتی کوارتزی تولید کرد. این مواد را می‌توان به لوله فاضلاب کارخانه تزریق کرد که در آن فشار تولید شده توسط جریان آب به تصفیه آلودگی بدون نیاز به هیچ گونه نور کمک می‌کند.
این نوع جدید از مواد پیزوالکتریک کامپوزیت کوارتزی همچنین می‌تواند با رنگ‌های موجود در فاضلاب که به سختی قابل تصفیه هستند برهم‌کنش داشته باشد.
وو این موضوع را با ریختن پودر کامپوزیت کوارتز در یک لیوان آب رنگی و مخلوط کردن آن با هم زدن آرام لیوان این موضوع را نشان داد. در عرض چند دقیقه، آب کاملاً شفاف شد.
وو تأکید کرد که علاوه‌بر تصفیه فاضلاب، از این ماده می‌توان برای تولید هیدروژن نیز استفاده کرد که می‌تواند برای تولید انرژی مورد استفاده قرار گیرد. علاوه‌بر این، این مواد پیزوالکتریک قابل استفاده مجدد و زیست تخریب‌پذیر است و نوعی تصفیه فاضلاب بوده که ارزان، راحت، موثر و سازگار با محیط‌زیست است.
کارهای این تیم تحقیقاتی اخیراً در مجلات بین‌المللی Advanced Materials و Advanced Functional Materials منتشر شده است و مواد کامپوزیت کوارتز آن‌ها قبلاً در تایوان و آمریکا حق ثبت اختراع را دریافت کرده است.
کیتین مورد استفاده برای ساخت این ماده جدید پیزوالکتریک می‌تواند از پوسته‌های میگو، پوسته خرچنگ و استخوان‌های حیوانات استخراج شود.
