ساخت فیلتر‌های تصفیه آب با استفاده از ضایعات گیاهی!

به گزارش خبرگزاري صدا و سيما و به نقل از نیو اطلس، هنگامی که روغن مخصوص پخت و پز از بادام زمینی و تخمه آفتابگردان استخراج می‌شود، یک محصول زائد به نام "کُنجاله دانه روغنی" (oilseed meal) باقی می‌ماند. پژوهش جدیدی که در "دانشگاه صنعتی نانیانگ" (NTU) و "مؤسسه فناوری فدرال زوریخ" (ETH Zurich) انجام شده است، نشان می‌دهد که پروتئین‌های برداشت‌شده از این ماده باقیمانده را می‌توان برای جدا کردن فلزات سنگین از آب آلوده به کار برد.

پژوهشگران کار خود را با استخراج پروتئین از کنجاله بادام زمینی و دانه‌های روغنی آفتابگردان آغاز کردند و سپس، با پیچیدن زنجیره‌های پروتئینی به هم، ساختار‌های طناب مانندی موسوم به "فیبریل‌های آمیلوئید پروتئین" (protein amyloid fibrils) را در مقیاس نانو شکل دادند. فیبریل‌ها با کربن فعال ترکیب شدند تا غشا‌های فیلتراسیون هیبریدی را تشکیل دهند.

هنگامی که این غشا‌ها برای تصفیه آب آلوده به سرب، پلاتین و کروم مورد استفاده قرار گرفتند، مشخص شد که تا ۹۹.۸۹ درصد از فلزات سنگین را حذف می‌کنند و آب را به سطح استاندارد‌های بین‌المللی نوشیدنی می‌رسانند. این تأثیر عمدتا به دلیل این واقعیت بود که فیبر‌ها به عنوان یک الک مولکولی عمل کردند و یون‌های فلزات سنگین را که در حال عبور بودند، به دام انداختند.

براساس محاسبات دانشمندان، تنها ۱۶ کیلوگرم از پروتئین آفتابگردان برای تصفیه حجمی از آب معادل یک استخر شنا که به سرب آلوده شده، مورد نیاز است. هنگامی که غشا‌ها با فلزات به دام افتاده اشباع می‌شوند، می‌توان آن‌ها را خشک کرد و سپس سوزاند. این کار، فیبریل‌ها را از بین می‌برد، اما فلزات را به جا می‌گذارد و به فلزات ارزشمندتر مانند پلاتین، امکان بازیافت می‌دهد.

فیبریل‌های آمیلوئید پروتئین هنگام استفاده، در غشاء باقی می‌مانند و در آب تصفیه‌شده آزاد می‌شوند. این یک واقعیت مهم است، زیرا آمیلوئید‌ها هنگام تشکیل شدن و تجمع کردن در بدن می‌توانند به بروز آسیب بافتی و نارسایی اندام منجر شوند.

اکنون امید است که غشا‌های فیلتراسیون پس از توسعه بیشتر، جایگزین کم‌هزینه‌ای برای فناوری‌های سنتی مانند "اسمز معکوس" (Reverse osmosis) باشند که نه تنها گران‌تر است، بلکه به منبع برق نیز نیاز دارد. یک مزیت دیگر این است که غشا‌ها می‌توانند کاربرد دیگری برای کنجاله دانه‌های روغنی داشته باشند که گاهی اوقات به عنوان خوراک حیوانات مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما اغلب فقط دور ریخته می‌شوند.

پروفسور "علی میزرز" (Ali Miserez)، سرپرست این پژوهش گفت: غشا‌های مبتنی بر پروتئین ما، از طریق یک فرآیند سبز و پایدار ایجاد می‌شوند و برای کارکردن به انرژی کمی نیاز دارند یا از آن بی‌نیاز هستند. این ویژگی، آن‌ها را برای استفاده در سراسر جهان و به ویژه در کشور‌های کمتر توسعه‌یافته، مناسب می‌سازد. پژوهش ما، فلزات سنگین را در جایی قرار می‌دهد که به آن تعلق دارند.

این پژوهش، در "Chemical Engineering Journal" به چاپ رسید