Композитный пьезоэлектрический материал с самодезинфицирующейся способностью

Группа исследователей из Тайваньского национального университета Цин Хуа (NTHU) разработала два композитных пьезоэлектрических материала из обычных отходов.

Первый — это новый тип катализатора, извлекаемый из рисовой шелухи, который помогает очищать воду до 90 раз быстрее, чем современные фотокатализаторы.

Второй материал, извлеченный из костей мертвого кальмара, был использован учеными для создания самодезинфицирующейся прозрачной пленки, которую можно приклеить, например, к дисплею телефона, кнопкам лифта, дверным ручкам и т. д.

Мобильный телефон с самоочищающейся крышкой, изготовленной из материала, полученного путем извлечения хитина из костей кальмаров

Фотокатализаторы обычно используются при очистке промышленных сточных вод, но для них требуется достаточное количество света — даже в этом случае качество очищенной воды оказывается недостаточным.

Исследователи из NTHU сосредоточились на устранении этой проблемы — они извлекли кремнезем из рисовой шелухи и добавили молибден и серу. В результате был создан кварцевый пьезоэлектрический материал, который можно легко вставить в трубу, где он помогает удалять загрязнения из воды без давления.

Этот новый тип кварцевого композитного пьезоэлектрического материала также может справиться с трудно поддающимися обработке красителями, присутствующими в сточных водах текстильных фабрик.

Профессор Ву продемонстрировал это, засыпая кварцевый композитный порошок в стакан с водой, окрашенной красителями, и подмешивая его, осторожно взбалтывая стакан, через несколько минут вода стала совершенно прозрачной.

Ву подчеркнул, что помимо очистки сточных вод этот материал также можно использовать для производства водорода , который можно собирать и использовать для производства энергии.

Кроме того, эти пьезоэлектрические материалы являются многоразовыми и биоразлагаемыми, обеспечивая такой способ очистки сточных вод, который является недорогим, удобным, эффективным и экологически чистым.

Работа исследовательской группы недавно была опубликована в международных журналах Advanced Materials и Advanced Functional Materials, а их кварцевый композитный материал уже получил патенты на Тайване и в США.

Исследовательской группе также удалось извлечь хитин из костей кальмаров, который затем использовался для создания композитного пьезоэлектрического материала, пригодного для производства прозрачной пленки, уникальной особенностью которой является способность к самодезинфекции при прикосновении.

Аспирант Пиньи Хэ демонстрирует самоочищающуюся пленку, сделанную из недавно проявленного материала, извлеченного из выброшенных костей кальмаров

Ву продемонстрировал дезинфицирующий эффект пленки, намазав образец кишечной палочкой, приложив давление в течение 25 минут, затем сняв давление и подождав пять минут. После пяти повторений этой процедуры количество кишечной палочки снизилось на 76%.

Хитин, используемый для изготовления этого нового пьезоэлектрического материала, также можно извлекать из панцирей креветок, панцирей крабов и костей каракатиц, а также его можно производить с использованием бионической технологии.

Благодаря своей пригодности для изготовления самостерилизующейся прозрачной пленки для покрытия экранов, например, используемых в мобильных телефонах, этот новый материал может сыграть ключевую роль в борьбе с распространением инфекционных заболеваний.