Liberecké CXI TUL vyvíjí nanomateriály pro čištění odpadních vod. Představí je na konferenci NanoCzech

V radě Eurodoc zastupuje Ondřej Havelka více jak milion mladých vědeckých pracovníků, jeho primárním posláním je však špičkový výzkum a vývoj v oblasti nanotechnologií. Na Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace CXI TUL se aktuálně zabývá vývojem technologií pro výrobu nanomateriálů určených k čištění odpadních vod. Výzkumný ústav část z nich představí koncem září na mezinárodní konferenci NanoCzech Liberec 2023.

„Posláním oddělení environmentální chemie, kde působím, je zkoumání katalytických i filtračních možností čištění vody od znečišťujících látek jako jsou různé mikropolutanty, léčiva, či oleje. Při tomto procesu se snažíme přeměnit některé znečišťující látky na jiné, průmyslově využitelné. Dotýkáme se tak žhavých globálních problémů” otevírá Ondřej rozhovor o běžících projektech týmu libereckých vědeckovýzkumných pracovníků z CXI TUL.

Nanočástice proti superbakteriím

Jednou z letošních priorit jeho bádání je výzkum a vývoj funkčních nanoslitin schopných čistit vodu od antibiotik. „Díky svému specifickému složení reagují naše nanoslitiny na denní světlo a to tak, že po jejich ozáření vznikají v jejich okolí na velmi krátkou dobu volné radikály, které dokáží rozkládat antibiotika,” uvádí Ondřej a dodává, že vyvíjené technologie od začátku koncipují s ohledem na životní prostředí. „Nedávalo by smysl za účelem čištění vody vypouštět do přírody něco, co jí může zároveň uškodit. Proto jsou naše nanoslitiny připraveny z biokompatibilních prvků a za pomoci laseru, který umožňuje vytvářet materiál ekologičtěji než jiné metody.” Využití nových slitin v praxi mají liberečtí vědci promyšlené do detailu. Díky magnetickým vlastnostem s nimi lze jednoduše manipulovat. „Magnetem lze veškerý materiál stáhnout z místa aplikace zpět. Nic tak do volné přírody neuniká,” říká Ondřej.

Téma je to nadmíru aktuální. Antibiotika vypouštěná do odpadních vod napomáhají vzniku odolných superbakterií, na které je současná medicína krátká. Ročně jim podlehne přes osm set tisíc lidí. Prognóza pro rok 2050 je deset miliónů mrtvých ročně, pokud nedojde k žádnému vědeckému pokroku. Pro srovnání, pandemie COVID-19 si za první dva roky vyžádala dle výzkumů na cca 5,4 miliónu obětí.

„Musíme si uvědomit, že antibiotiky neléčíme jen sebe, ale ve velkém i hospodářská zvířata. Čínská studie z roku 2013 odhaduje množství antibiotik vypuštěných v tamních vodách na padesát tisíc tun. To není zrovna málo. Nezbývá nám než přijít s novými technologiemi čištění odpadních vod a půdy, nebo s novou generací antibiotik,” uvádí Ondřej.

Udržitelná generace membrán

Druhým směrem výzkumu a vývoje, na kterém Ondřej Havelka pracuje, je čištění vod od obtížně separovatelných látek typu olejů a těžko odbouratelných organických polutantů.

„Základem naší technologie jsou nanovlákenné membrány zušlechtěné vrstvou nanočástic vytvořených za pomoci laseru. Výsledkem je úspěšná filtrace vody dosažená ve velmi krátkých časech v řádech desetin sekundy,” popisuje Ondřej těžiště výzkumu nedávno publikovaného v časopise Environmental Science: Nano britské Royal Society of Chemistry.

Membrány jsou také tématem prezentace ústavu CXI TUL na nadcházející mezinárodní konferenci NanoCzech Liberec 2023. „V publikované studii analyzujeme celkovou udržitelnost zušlechtěných membrán připravených kombinací elektrostatického zvlákňování a laseru. Výsledky jsou slibné jak z hlediska ekologického, tak ekonomického. Dávají nám dobrou šanci k překlopení našeho základního výzkumu do praxe,” uzavírá Ondřej.