جدا کردن باکتري‌ها از آب با استفاده از نانوغشاي جديد

[AWWA]

جدا کردن باکتري‌ها از آب با استفاده از نانوغشاي جديد
شايد بتوان از تحقيقي که در دانشگاه بوفالو روي نانومواد انجام شده است، براي حل قديمي‌ترين مشکل سلامتي بشر، يعني جدا کردن باکتري ها از آب نوشيدني بهره برد.

اندازه مولکول‌هاي آب و ميکروب‌ها در حد نانومتري بوده و در نتيجه نمي‌توان آنها را با چشم غيرمسلح مشاهده کرد. اما در مقياس ميکروسکوپي اندازه اين دو کاملاً باهم فرق دارد. يک مولکول آب اندازه‌اي کمتر از يک نانومتر دارد، در حالي که اندازه برخي از کوچک‌ترين باکتري‌ها به دويست نانومتر مي‌رسد.

حال گروهي از محققان دانشگاه بوفالو با استفاده از پليمر خاصي به نام کوپليمر بلاک، نانوغشاي جديدي توليد کرده‌اند که حاوي حفراتي به قطر 55 نانومتر است. بدين ترتيب مولکول هاي آب مي‌توانند از اين غشا عبور کنند، اما باکتري‌ها اين امکان را پيدا نمي‌کنند.

جاويد رضايف، استاد شيمي دانشگاه بوفالو که رهبري اين گروه را بر عهده داشته است، مي‌گويد اينها بزرگ‌ترين حفراتي هستند که تاکنون با استفاده از کوپليمر بلاک توليد شده‌اند. کوپليمرهاي بلاک ويژگي‌هاي خاصي دارند که موجب مي‌شود اندازه حفرات يکسان باشد.

رضايف مي‌گويد: «اين مواد فرصت‌هاي جديدي در حوزه فيلتراسيون ايجاد مي‌کنند. غشاهاي تجاري از نظر دانسيته حفرات و يکنواختي آنها با مشکل مواجه هستند. غشاي توليد شده از کوپليمر بلاک داراي دانسيته بالايي از حفرات يکنواخت و همسان است».

وي ادامه مي‌دهد: «تحقيقات زيادي در اين حوزه در حال انجام است، اما کاري که ما انجام داديم افزايش اندازه حفرات توليد شده با کوپليمر بلاک تا 50 نانومتر است که اين امر تاکنون با استفاده از روش‌هاي مبتني بر کوپليمر بلاک بي‌سابقه بوده است. افزايش اندازه حفرات موجب افزايش شدت جريان آب مي‌شود که به معني کاهش هزينه و زمان فيلتراسيون است. از سوي ديگر قطر 50 تا 100 نانومتر براي حفرات آنقدر کوچک هست که اجازه عبور هيچ باکتري را نمي‌دهد. بدين‌ترتيب اين اندازه براي کاربردهاي فيلتراسيون بسيار مناسب است».

اين غشاي جديد ويژگي‌هاي خود را مديون پليمري است که پژوهشگران توليد کرده‌اند. کوپليمرهاي بلاک از دو پليمر ساخته مي‌شوند که همديگر را دفع مي‌کنند، اما از يک انتها به همديگر «بخيه» شده و در نتيجه کوپليمر را شکل مي‌دهند. وقتي کوپليمرهاي بلاک زيادي با يکديگر مخلوط مي‌شوند، دافعه دوطرفه آنها موجب مي‌شود که به شکل منظم و يک در ميان آرايش يابند. محصول اين فرايند که خودآرايي ناميده مي‌شود، يک نانوغشاي جامد متشکل از دو نوع پليمر مختلف است. اندازه بزرگ حفرات غشاي جديد مديون ساختار منحصر به فرد کوپليمر بلاک اوليه است که از مولکول‌هايي شبيه برس موي گرد ساخته شده است.

جزئيات اين تحقيق به صورت آنلاين در مجله Nano Letters منتشر شده است.
منبع:سایت NANO.IR