Ovo otkriće moglo bi očistiti interijere i zaštititi naše zdravlje
Novi materijal ima oblik bijelog praha nalik brašnu, a istraživači od njega izrađuju male kuglice koje se mogu umetnuti u konvencionalni filtar za pročišćavanje
Tim francusko-danskih istraživača razvio je materijal koji može uhvatiti formaldehid – otrovni, kancerogeni zagađivač koji je sveprisutan u našim domovima.
Suočen s problemom nevidljivog neprijatelja u zraku zatvorenih prostora, tim francusko-danskih istraživača razvio je revolucionarnu inovaciju: ultraporozni materijal koji može uhvatiti formaldehid – toksični hlapljivi organski spoj, koji je prisutan u našim životnim prostorima. Ovaj posebno štetni zagađivač ispušta se iz brojnih materijala i predmeta prisutnih u našim domovima, a njegov utjecaj na zdravlje dobro je dokumentiran - u rasponu od iritacije dišnog sustava do prepoznatih kancerogenih učinaka.
Otkriće istraživača Laboratorija za katalizu i spektrokemiju iz Caena (Laboratoire de catalyse et spectrochimie de Caen - LCS, Université de Caen Normandie / EnsiCaen / Centre national de la recherche scientifique - CNRS), u suradnji s Pariškim institutom za porozne materijale (Institut des Matériaux Poreux de Paris – IMAP / CNRS / Espci Paris / ENS / Université PSL) i danskim istraživačima, moglo bi revolucionirati metode pročišćavanja zraka u zatvorenim prostorima.
„Nekoliko postojećih dosadašnjih rješenja, koja koriste aktivni ugljen, nisu vrlo učinkovita protiv zagađivača kao što je formaldehid. Zapravo, aktivni ugljen apsorbira sve što mu dođe na dohvat ruke i to na neselektivan način pa je stoga vrlo brzo zasićen vodenom parom i ugljikovim dioksidom (CO₂), dvama spojevima koji su sveprisutni u zraku zatvorenih prostora“, objašnjava dr. sc. Marco Daturi, profesor fizikalne kemije na Sveučilištu u Caenu. „Međutim, jednom kada se zasiti, aktivni ugljen i sam postaje izvor onečišćenja, jer ispušta ono što je upio“, dodaje Daturi, koautor ovog istraživanja.
Istraživanje je provedeno u sklopu projekta koji financira francuska Agencija za upravljanje okolišem i energijom (L'Agence de l'Environnement et de la Maitrise de l'Energie – ADEME), u suradnji s tvrtkom Teqoya, specijaliziranom za hvatanje finih čestica.
Daturi objašnjava kako je formaldehid doista sveprisutan u našim interijerima: „Ima ga u bojama, ljepilima, podovima, odjeći, namještaju, ali i u mnogim uvoznim predmetima široke potrošnje. Formaldehid se koristi kao dezinfekcijsko sredstvo jer sprječava razmnožavanje gljivica i plijesni. Stoga su ti predmeti, koji se često prevoze brodom iz vlažnih područja Azije, impregnirani formaldehidom kako bi se spriječila bilo kakva oštećenja povezana s vlagom tijekom putovanja.“
Međutim, potreba za pročišćavanjem zraka zatvorenih prostora postaje sve važnija jer su suvremene zgrade sve više nepropusne za zrak zbog energetske učinkovitosti i stoga koncentriraju još više ovakvih zagađivača.
- Shematski prikaz reverzibilne kemisorpcije formaldehida preko filtra u obliku Al-3,5-PDA (MOF-303) / Nature Communications
Učinkovit, čist i izdržljiv materijal
Rezultati istraživanja objavljeni su prije tjedan dana u časopisu Nature Communications te naglašavaju učinkovitost novog materijala nazvanog MOF (Metal-Organic Framework), sposobnog za hvatanje i održivo skladištenje formaldehida. Kuglice MOF-a funkcioniraju kao prave „molekularne spužve“, strukture sastavljene od metalnih atoma povezanih organskim molekulama, tvoreći trodimenzionalnu mrežu sa sitnim porama. Pore su, u ovom specifičnom slučaju, posebno dizajnirane za hvatanje molekula formaldehida.
„Materijal koji smo razvili s mojim pariškim kolegom Christianom Serreom, čija je to uža specijalnost, osmišljen je da bude i učinkovit i ekološki. Njegova proizvodnja odvija se na niskim temperaturama korištenjem vode kao otapala i komponenti – pirazola i aluminijevog hidroksida – koje su jeftine i neotrovne. Rezultat je materijal sa sposobnošću učinkovitog i selektivnog hvatanja formaldehida, bez ispuštanja tog zagađivača u zrak“, objašnjava Marco Daturi.
Osim učinkovitosti, problem sadašnjih rješenja predstavlja životni vijek materijala koja se moraju redovito mijenjati. „Nakon godinu dana korištenja, naš filtar se može isprati vodom kako bi se uklonili zagađivači i odmah ponovno upotrijebiti. Ovaj postupak može se ponoviti do deset puta. Na kraju tih deset godina korištenja, filtar se može vratiti proizvođaču koji može lako ponovno upotrijebiti njegove sastojke za izradu novog filtra“, objašnjava profesor Daturi.
Naravno, postavlja se pitanje što je s vodom koja se koristila za ispiranje. Istraživači predlažu njezino izlijevanje u WC školjku, a ako bi se voda izlila u sudoper to također ne bi predstavljalo velik problem. „Mnogi uobičajeni deterdženti sadrže formaldehid, a postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda opremljena su za njegovo rješavanje.“
Nova razvojna tvrtka SquairTech
Konkretno, MOF protiv formaldehida dolazi u obliku bijelog praha, sličnog brašnu, koji istraživači oblikuju u male kuglice koje se mogu umetnuti u konvencionalni filtar za pročišćavanje. Ove kuglice također se mogu kombinirati s drugim vrstama MOF-a koje su dizajnirane za hvatanje drugih zagađivača, poput dušikovih oksida, koji su uobičajeni u urbanim sredinama ili u blizini glavnih prometnica.
„Proveli smo testove koji pokazuju da je s našim novim materijalom dovoljno nekoliko desetaka minuta za tretiranje velike prostorije i to s jednim pročistačem. Zrak treba samo jednom proći kroz filtar kako bi se vidjelo da koncentracija formaldehida drastično pada“, naglašava Marco Daturi.
Istraživači Mégane Muschi, Nicolas Sadovnik i drugi koji su sudjelovali u istraživanju, patentirali su izum te osnovali razvojnu tvrtku pod nazivom SquairTech. Tvrtka je trenutačno fokusirana na industrijalizaciju proizvodnje MOF-a koji na tržištu planira plasirati putem uređaja za filtriranje zraka. Ako ova tehnologija ispuni svoja obećanja, naše životne prostore, urede, škole, vrtiće i bolnice mogla bi osloboditi od ovog štetnog zagađivača, nudeći tako odgovor na velik zdravstveni problem.
Stjepan Felber | Ekovjesnik