Een internationaal onderzoeksteam presenteert een metaalvrij, lichtgestuurd materiaal dat meerdere moeilijk te verwijderen verontreinigingen in water kan afbreken, waaronder PFAS (vaak "forever chemicals" genoemd). Het materiaal is een hybride oppervlak waarin covalente organische raamwerken (COFs) zijn gegroeid op een tweedimensionale hexagonaal boornitride (hBN)-film. COFs zijn poreus en hebben een groot oppervlak, eigenschappen die gunstig zijn voor fotokatalyse.
De onderzoekers gebruikten defectengineering om de normaal moeilijk te combineren materialen te verbinden. Ze etsten microscopische krasjes in de hBN zodat de COF zich kon verankeren en erbovenop kon groeien. De grenslaag tussen COF en hBN stuurt door licht geactiveerde elektronen en gaten in verschillende richtingen, wat de reinigende reacties ondersteunt. Door de samenhangende structuur kunnen ladingen vrij bewegen zonder vast te lopen.
De prestaties zijn getest in verticale en horizontale stromend-waterreactoren die opstellingen in waterzuiveringsinstallaties nabootsen. Het materiaal presteerde consistent over herhaalde reinigingscycli en behield zijn structuur en stabiliteit. Het werk verscheen in Materials Today; onderzoekers van Rice en de University of Florida werkten mee. Ondersteuning kwam van de National Science Foundation, het Air Force Research Laboratory RISING Center at Rice en de Welch Foundation. De inhoud van de persmededeling valt onder verantwoordelijkheid van de auteurs.
Moeilijke woorden
- metaalvrij — zonder metalen elementen of metalen deeltjes
- lichtgestuurd — geactiveerd of aangedreven door lichtenergie
- raamwerk — porieuze structuur van verbonden moleculaire bouwstenenraamwerken
- boornitride — anorganische tweedimensionale stof met hexagonaal patroon
- fotokatalyse — chemische reactie versneld door licht en een katalysator
- defectengineering — opzettelijk inbrengen van fouten in materialen
- grenslaag — vlak waar twee verschillende materialen elkaar raken
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen en mogelijke nadelen verwacht u van een metaalvrij, lichtgestuurd materiaal voor waterzuivering? Geef voorbeelden.
- Welke extra proeven of gegevens zouden belangrijk zijn voordat dit materiaal op grootschalige zuiveringsinstallaties wordt toegepast?
- Hoe zou defectengineering invloed kunnen hebben op de productie en kosten van zulke materialen?
Gerelateerde artikelen
Journalisten vragen om hulp tegen AI-nepnieuws
Journalisten uit lage- en middeninkomenslanden vroegen tijdens het Belt and Road Journalists Forum in Ganzhou een Chinese journalistenorganisatie om hulp bij het bestrijden van door AI gemaakte nepnieuws. Ze pleiten ervoor dat platforms zoals Facebook AI-inhoud duidelijk labelen.
Nanofiber luchtfilter vangt CO2 in gebouwen
Onderzoekers ontwikkelden een nieuw nanofiber luchtfilter dat CO2 binnen gebouwen opvangt en meer dan 92% efficiënt blijkt in een levenscyclusanalyse. Filters kunnen energie besparen, worden geregenereerd en mogelijk op grote schaal CO2 uit de lucht halen.
Videospel helpt kinderen oefenen met wetenschap
Onderzoekers ontwikkelden het spel Virtual Vet om basisschoolleerlingen te laten oefenen met wetenschappelijke vaardigheden en redeneerwerk. In tests behaalden kinderen die het spel speelden gemiddeld hogere scores dan bij traditionele klassikale activiteiten.
