Nehirleri, gölleri ve deniz ortamlarını kirleten alg patlamaları veya plastikler gibi bazı su kirliliği türleri kolayca görülüyor ama diğer kirletici maddeler o kadar kolay görülmüyor ve bu da onların etkilerini potansiyel olarak daha tehlikeli yapıyor. Bu görünmeyen maddeler arasında uranyum da bulunuyor. Madencilik faaliyetlerinden, nükleer atık alanlarından veya doğal yer altı depozitlerinden su kaynaklarına sızan bu element, şimdi dünya genelinde musluklardan akan sularda bulunabiliyor.
Küçük uranyum konsantrasyonlarının bile insan sağlığı için kötü olduğunu söyleyen Ju Li liderliğindeki bir ekip, şimdi uranyumu içme suyundan çıkarmak için çok etkili bir yöntem geliştirdi. Araştırmacılar grafen oksit köpüğe bir elektrik yükü uygulayarak çözelti içindeki uranyumu yakalayabiliyorlar ve bu köpük elektrokimyasal özelliklerini kaybetmeden yedi kereye kadar yeniden kullanılabiliyor. Li, “Bizim işlemimiz büyük miktarda içme suyunu saatler içinde arıtıp uranyumu ABD Çevre Koruma Ajansı’nın (EPA) uranyum limitinin altına indirebiliyor,” diyor.
Bu konudaki önemli zorluk, sadece uranyuma duyarlı olan ve toksik kalıntılar üretmeden uranyumu çözeltiden çıkarabilen kullanışlı bir su kalitesi iyileştirme işlemi bulmakta yatıyordu. Ve daha önceden yapılan çalışmalar elektrikle yüklü karbon fiberin uranyumu sudan filtreleyebildiğini göstermiş olsalar da, sonuçlar kısmiydi ve kesin değildi.
Basit, Etkili Ve Temiz Bir Uranyum Filtreleme İşlemi
Advanced Materials’da yayınlanan çalışmada, ekip grafen köpüğü bir uranyum mıknatısına denk hale dönüştürerek işe başladı. Araştırmacılar köpük boyunca bir elektrik yükü göndererek lokal pH’ı artırabildiklerini ve uranyum iyonlarını çözeltiden çeken bir kimyasal değişim başlatabildiklerini öğrendiler. Ekip uranyumun kendisini köpüğün yüzeyine naklettiğini ve burada daha önce hiç görülmemiş olan bir kristalize uranyum hidroksit oluşturduğunu buldu. Elektrik yükü tersine çevrildiğinde, balık pullarını andıran mineral kolaylıkla köpükten çıktı.
Araştırmacılar kimyasal bileşimi ve elektrolizi tam olarak doğru hale getirmenin yüzlerce denemeyi gerektirdiğini söylüyorlar.
Bunun basit, etkili ve temiz bir uranyum filtreleme işlemi olduğunu söyleyen Li, “Bizim köpüğümüz kullanıldığı her seferde kendi ağırlığının dört katı uranyum tutabiliyor ve biz gram başına 4,000 mg ekstraksiyon kapasitesine ulaşabiliyoruz. Bu diğer yöntemler karşısında büyük bir ilerleme. Ayrıca, yeniden kullanılabilirlik konusunda da büyük bir ilerleme sağladık çünkü köpük ekstraksiyon etkinliğini kaybetmeden yedi döngü yapabiliyor,” diyor. Grafen köpük deniz suyunda da aynı derecede iyi işlev görüyor.
Ekip bu düşük maliyetli ve etkili aracın yeni bir tür ev suyu filtresi haline gelebileceğine ve ticari markalarınki gibi musluklara takılabileceğine inanıyor.
Araştırmacılar yöntemlerinin daha geniş uygulama alanlarını araştırmaya çoktan başladılar. Li, “Bunun bir bilimi var, dolayısıyla filtrelerimizi kurşun, cıva ve kadmiyum gibi diğer ağır metaller için seçici olmak üzere modifiye edebiliriz,” diyor.
Orijinal makale: Phys.org
