قدم علماء  من جامعة (NUST )  في موسكو مع زملائهم  من الهند في جامعة (Jain)  وكلية( Sri Dharmasthala Manjunatheshwara)،  أغشية مبتكرة لإزالة  المعادن الثقيلة من مياه الصرف الصناعي بشكل كامل . حيث أثبتت البنية النانوية المميزة لأكسيد الألومنيوم المعدل بالزنك كفاءة عالية في إزالة الزرنيخ والرصاص من الماء. حيث بلغت نسبة إزالة الزرنيخ  87٪ و بلغت نسبة إزالة الرصاص  98٪، وقد نُشرت نتائج هذا البحث في مجلة Chemospher.

و تعد عملية التصنيع، السبب الرئيسي وراء تلوث المياه وذلك بسبب ما تنتجه من نفايات صناعية.  وعلى وجه الخصوص، يمكن أن تسبب المعادن الثقيلة – مثل الزرنيخ والرصاص والكادميوم – اضطرابات في التمثيل الغذائي وبعض التأثيرات السلبية على الجسم، مما يجعلها شديدة السمية على البيئة.

و تعد تقنية الأغشية من أكثر الطرق الواعدة لتنقية وإزالة أيونات المعادن الثقيلة من الماء.  فالغشاء يعمل كحاجز فعّال، كما أن من السهل تصنيعه نسبيًا. لكن في الوقت نفسه، توجد تحديات كثير لهذه التقنية، مثل استهلاك الكثير من الطاقة، وقصر عمر الغشاء المستخدم،  بالإضافة إلى أن إنتاجيتها وانتقائيتها منخفضة نوعاً ما .

و يتمثل التحدي الذي يواجه العلماء الآن هو في كيفية صنع تقنية بالأغشية، متعددة الاستعمالات ومتاحة تجاريًا لاستخدامها في تنقية مياه الصرف الصحي.  ولذا، اقترح فريق دولي من الباحثين الروس والهنود حلاً للمشكلة عن طريق تخليق نوع جديد من الأغشية وهي الجسيمات النانوية المسامية من أكسيد الألومنيوم المشبع بالزنك. 

و قال  “فينغش نايك “( Vignesh Nayak) أحد المشاركين في البحث: ” إن الجسيمات النانوية التي حصلنا عليها بطريقة الاحتراق  لها مساحة سطح كبيرة جدًا حوالي (261.44 م 2 / جم) وحجم 50 نانومتر تقريباً، وقد أظهرت الصور المقطعية لهذه الجسيمات النانوية  شكلاً شبيهاً بالأصابع  وطبيعة مسامية لأغشيتها، وذلك باستخدام الفحص المجهري الإلكتروني”.

ووفقًا لما قاله العلماء فإن الأغشية المُصنَّعة أظهرت قابلية أكثر للبلل وميل للماء، إضافة إلى وجود شحنة سطحية وقدرة مسامية فائقة، مما جعلها ذات كفاءة عالية في  إزالة الزرنيخ والرصاص من محلول مائي بكفاءة تبلغ 87٪ و 98٪ على التوالي. 

و الميزة الثانية المهمة للأغشية التي تم الحصول عليها، هي الخصائص المضادة  للحشف (الالتصاق)، وهذا يعني أن المادة مقاومة للقاذورات التي تسببها الكائنات الحية الدقيقة المائية، والتي  كانت سبباً في تعطل الأجهزة الموجودة في البيئات المائية لفترة طويلة.  وقد أظهرت الدراسة  المضادة  للحشف التي أجراها المطورون عند ضغوط مختلفة  باستخدام محلول تغذية يحتوي على مصل البقر (ألبومين)، قابلية استخدام الأغشية مرة أخرى بكفاءة  98.4 ٪ وإعادة استخدامه  لعدد يصل إلى ثلاث مرات متتالية .  وفي المستقبل القريب، يمكن استخدام الأغشية التي تم الحصول عليها  هنا كمعالجة فعالة للنفايات الصناعية السائلة، وكذلك في محطات معالجة المياه  في المدن. في الوقت الراهن يقوم الفريق باستكمال الاختبارات المعملية للعينات التي تم الحصول عليها.

المصدر: https://phys.org

ترجمة: عائشة جلال الأصفر

تويتر: @Aisha36550897  

مراجعة: د. فاتن ضاوي المحنّا

تويتر: @F_D_Almutiri