Fotokatalizatory to związki, które mając pod dostatkiem światła i tlenu mogą przekształcić toksyczne zanieczyszczenia w nieszkodliwe produkty. Nad farbą fotokatalityczną służącą do oczyszczania wody pracuje właśnie międzynarodowy projekt 4G-PHOTOCAT.
Projekt ten to inicjatywa Ruhr-University Bochum. Stojący na czele tamtejszego zespołu badawczego profesor Radim Beránek nawiązał współpracę z naukowcami z siedmiu różnych krajów, reprezentujących zarówno uczelnie, jak i podlegające koncernom ośrodki badawcze. Wśród partnerskich jednostek znalazł się również Uniwersytet Jagielloński. Potencjał tego przedsięwzięcia dostrzegła Unia Europejska, która przeznaczyła na nie ze swych środków 3,7 mln euro.
W ramach prac naukowcy łączą ze sobą półprzewodniki i nanostrukturalne tlenki metali, ściśle kontrolując skład i morfologię powstałych struktur. Odpowiednio operując tymi parametrami można bowiem uzyskać fotokatalizator o maksymalnej skuteczności. Podstawowym składnikiem farby ma być zmodyfikowany dwutlenek tytanu (TiO2). Jest on bowiem łatwo dostępny, niedrogi, a do tego trwały.
Z jakimi zanieczyszczeniami chcą się rozprawić naukowcy? Przede wszystkim z toksycznymi pochodnymi stosowanych w rolnictwie pestycydów. Jest to poważny problem między innymi w Wietnamie, gdzie podczas wojny wietnamskiej duża ilość wód gruntowych zanieczyszczona została wskutek oprysków stosowanych przez armię amerykańską. Tam właśnie przetestowana zostanie farba opracowana w ramach programu 4G-PHOTOCAT. Będzie ona stosowana na reaktorach służących do oczyszczania wody, którymi mogą być nawet proste urządzenia melioracyjne, rynny i tym podobne.
Według profesora Beránka fotokataliza to jeden z najprostszych sposobów pozbywania się zanieczyszczeń wody. Prócz odpowiedniego fotokatalizatora wymagane są w nim bowiem jedynie światło i tlen, których mamy oczywiście pod dostatkiem. W warunkach tych szkodliwe substancje są rozkładane do takich związków jak woda czy dwutlenek węgla. Dotychczas jednak przy wykorzystaniu tej metody oczyszczania zmagano się z dwoma problemami: zbyt wolnym tempem rozkładu zanieczyszczeń oraz trudnością ze skupieniem fotoreagentów w odpowiednim miejscu. Farba, nad którą pracują naukowcy w ramach 4G-PHOTOCAT, ma być rozwiązaniem pozbawionym tych mankamentów.
Projekt wspierają grupy badawcze z sześciu uniwersytetów oraz trzech ośrodków przemysłowych. Zaangażowane uczelnie to University College London, J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry w Pradze, Uniwersytet Helsiński, Universiti Teknologi Malaysia, Uniwersytet Rolniczy w Hanoi oraz Uniwersytet Jagielloński w Krakowie. Firmy natomiast, które biorą udział w przedsięwzięciu, to Picosun z Finlandii, Advanced Materials z Czech oraz Q&A z Wietnamu. Krakowską uczelnię reprezentuje zespół dr hab. Wojciecha Macyka z Wydziału Chemii. Jak mówi dr Macyk:
Zadaniem naszej grupy badawczej będzie określenie aktywności fotokatalitycznej opracowywanych fotomateriałów oraz przeprowadzenie badań koncentrujących się na poznaniu mechanizmów zachodzących procesów fotofizycznych i fotochemicznych.
Więcej informacji na temat projektu znaleźć będzie można już wkrótce na jego oficjalnej stronie. Zainteresowanym tematyką fotokatalizy polecamy natomiast prezentację doktora Macyka, w której ciekawie i przystępnie tłumaczy on podstawy tego zjawiska.
Źródła: Uniwersytet Jagielloński, pcimag.com