|
 TUL vzbudila pozornost na EuroNanoForu 2009Vydáno dne 14. 08. 2009 (4438 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 |   | Zdroj: Technický týdeník - www.techtydenik.cz |
|
|
Další informace: Reklama
• Provozní podmínky
• Napište nám
Správce: © 2007 TANGER computersystems s.r.o.
|