Nanotechnologie english version
  Hlavní menu
  Odborná spolupráce




  Dopisovatelé
  Doporučujeme





 

TUL vzbudila pozornost na EuroNanoForu 2009
Vydáno dne 14. 08. 2009 (4558 přečtení)

Nanomateriály jsou hitem dnešní doby. Pro svoje unikání vlastnosti jsou v centru pozornosti prestižních vědeckých pracovišť i vývojových týmů významných firem. Pořádají se odborné semináře a konference se zaměřením na nanomateriály a nanotechnologie. Čeští vědci hrají v této oblasti významnou roli. A to nejen kvůli unikátnímu objevu průmyslové výroby nanovláken na Technické univerzitě v Liberci.
Velkou pozornost vědecké veřejnosti na evropské konferenci EuroNano-Forum v Praze ve dnech 2.-5. června vzbudil například projekt čištění vody pomocí nanočástic železa, který v terénu ve spolupráci se společností Aquatest aplikuje vědecký tým Miroslava Černíka z Ústavu nových technologií a aplikované informatiky z Fakulty mechatroniky a mezioborových inženýrských studií liberecké univerzity.

Princip sanace podzemních vod pomocí nanočástic železa je založen na jejich schopnosti oxidace ve vodě a tím redukovat kontaminant na látku méně toxickou. Autorem metody čištění kontaminovaných podzemních vod pomocí nanočástic železa je profesor W.-X. Zhang z Lehigh Univerzity v USA. Byli to ale vědci z Technické univerzity v Liberci, kdo tuto vědeckou metodu vytáhl (stejně jako v případě průmyslové výroby nanovláken) z laboratoře do terénu. Na deseti pilotních lokalitách v České republice ji aplikují při čištění spodních vod. Například ve vojenském prostoru v Uherském Brodu, kde z velkokapacitní prádelny unikala do země organická rozpouštědla. Nebo v Hořicích v Podkrkonoší, historicky znečištěných chlorovanými etheny činností průmyslového podniku Karbox. Dalšími vybranými lokalitami jsou severočeské Kuřívody, kontaminované chlorovanými uhlovodíky z činnosti sovětské armády, nebo Rožmitál pod Třemšínem, kde by si měly nanočástice železa poradit s polychrovanými bifenyly. Podstata reakce, při které se mění vlastnosti toxických látek, je založena na schopnosti nanočástic železa působit na některé látky a měnit jejich oxidační stav. Například redukovat mocenství chromu v toxických karcinogenních látkách ze šesti na tři. Trojvalentní chrom je méně rozpustný i méně pohyblivý, vysráží se a kontaminovaná voda se stane opět čistou. Tento princip se dříve využíval v reaktivních bariérách vyplněných železnými pilinami. Reaktivní stěna se postavila do cesty kontaminované vodě a došlo zde k chemické reakci, při které se například u nás nejběžnější kontaminant - chlorovaný eten- mění na prakticky neškodný etylen. Dříve se také kontaminovaná voda odčerpávala z vrtů vyhloubených do kolektoru podzemní vody a čistila se na povrchu například přes aktivní uhlí. Tyto metody jsou ale málo účinné, prostorově omezené a časově náročné. Ani po deseti letech čerpání se neprojevil na některých lokalitách - například v Kuřívodech - očekávaný efekt. Nanomateriály získávají právě díky svým rozměrům oproti látkám stejného složení speciální vlastnosti. V případě nanočástic železa využívají vědci jejich vysoké reaktivnosti a schopnosti migrovat. To však ale přináší i jisté komplikace, například při skladování. Nanočástice železa o průměrné velikosti padesáti nanometrů mají relativně velkou vysoce reaktivní plochu, na vzduchu okamžitě reagují s kyslíkem a začnou hořet. Proto je na TUL uchovávají v lahvích s vodním roztokem. Vzhledem k této rychlé oxidaci navíc přirozené nanočástice železa vyčerpají svoje vlastnosti v krátké době a na malém prostoru. Proto se výzkum zaměřil na vývoj a výrobu nového typu nanomateriálu na bázi povrchově modifikovaných železných nanočástic, kterým jejich vlastnosti vydrží časově i prostorově déle.

Povrchově modifikované nanočástice

Vyvinout nový typ povrchově modifikovaných nanočástic železa se podařilo v rámci projektu Akademie věd ČR "Nanotechnologie pro společnost", ve kterém spolupracovali liberečtí vědci s vědeckými týmy brněnské Masarykovy univerzity, Centra pro výzkum nanomateriálů Univerzity Palackého v Olomouci a s akciovou společností Aquatest. Aquatest vyvinul k tomuto účelu speciální dávkovací zařízení pro řízení potřebné koncentrace nanoželeza při vsakování v závislosti na průtoku technologické vody. Premiéru má rovněž v severočeských Kuřívodech. V současné době probíhají na Technické univerzitě v Liberci rozsáhlé experimenty k ověření nejen reaktivity různě upravených nanočástic, ale i k ověření jejich mobility. Jsou to experimenty v laboratorních kolonách či na sedimentačním přístroji, kde lze jednotlivé vzorky velmi rychle a efektivně porovnávat. Povrchově modifikované nanočástice železa dodává podnik NANO IRON se sídlem v Rajhradu. Na vývoji technologie výroby a modifikace nanočástic nulamocného železa se významně podíleli také vědci z Centra pro výzkum nanomateriálů Univerzity Palackého v Olomouci. Díky unikátní, ekologicky šetrné a bezodpadové technologii vyrábí povrchově modifikované nanočástice železa v průmyslovém měřítku s téměř neomezenou výrobní kapacitou. Kontaminace spodních vod je stále vážným problémem pro současnost i budoucnost. Sanovat potřebuje mnoho českých lokalit znečištěných chlorovanými uhlovodíky, například tetrachloretylénem, které se používaly při čištění strojů. Do spodních vod se tyto látky dostaly také neopatrným požíváním rozpouštědel při různých výrobách. S těmito látkami si umějí nanočástice železa poradit. Nadějně ale vypadají i experimenty reakcí nanočástic železa s šestimocným uranem. Ten se po reakci s nanoželezem vysráží jako méně toxický čtyřmocný prvek. Nanočástice železa uspokojivě reagují dokonce s těžkými kovy, jako je arzen či olovo a mají tendenci reagovat už se samotným kyslíkem ve vodě. Těmito reakcemi se snižuje kyselost vody, což by mohlo pomoci u kontaminových důlních vod. Lidským okem i běžným mikroskopem neviditelné nanočástice železa se stávají strategickým materiálem s obrovským aplikačním potenciálem v řadě moderních nanotechnologií. Díky svým mimořádným redukčním schopnostem, malému rozměru v řádu několika desítek nanometrů a vysoké reaktivitě vůči široké škále toxických látek jsou tyto ultrajemné částice aplikovatelné v redukčních technologiích sanace podzemních i pozemních vod. Velkým plusem této metody je, že je velmi šetrná k životnímu prostředí. Samotné nanoželezo se totiž mění na oxidy železa, které se přirozeně vyskytují ve spodních vodách i v horninovém prostředí. Na rozdíl od některých oxidačních činidel nepůsobí tedy toxicky a přidáním nanočástic se koncentrace běžných oxidů železa nijak podstatně nezvýší. Výsledky výzkumu vědeckých týmů tedy ukazují, že díky elementárnímu železu bude možné se vyrovnat s řadou minulých hříchů, kterých se lidé dopouštěli vůči životním prostředí. Podle odborníků nehrozí žádná rizika.

Autor:Jaroslava Kočárková
Docent Miroslav Černík provádí třepací experimenty reaktivity nanoželeza

Datum vydání článku: 04.08.2009


Celá tisková zpráva | Informační e-mail Vytisknout článek | Zdroj: Technický týdeník - www.techtydenik.cz

  Přečtěte si
Průvodce systémem veřejné podpory výzkumu a vývoje v ČR 2010.bmp

Skripta Nanotechnologie-p.Hosek

Průvodce 2009

Nanotechnologie2008

Mikroskopie skenující sondou

Inovace pro zítřejší svět

Strategie

Nanotechnologie

Bionanotechnologie

Konvergující technologie

Ekonomický rozvoj nanotechnologie


Další informace: Reklama Provozní podmínky Napište nám    Správce: © 2007 TANGER computersystems s.r.o.