Tinh thể phát sáng phát hiện và giữ các chất ô nhiễm trong nước uống

Thứ sáu, 16/12/2016 - 08:13

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu đã phát triển tinh thể phát sáng siêu nhỏ có thể đồng thời phát hiện và giữ lại các kim loại nặng độc hại.

Nghiên cứu tương tự đã được thực hiện trên các cấu trúc để phát hiện hoặc loại bỏ các chất khó chịu, nhưng nghiên cứu mới này là nghiên cứu đầu tiên làm được cả hai việc đó. Các nhà khoa học hy vọng rằng cấu trúc này có thể là một công cụ làm sạch nước uống bị ô nhiễm.

Tinh thể phát sáng phát hiện và giữ các chất ô nhiễm trong nước uống - 1

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Rutgers đã tạo ra các tinh thể có chức năng như bẫy thu nhỏ với các độc tố như chì và thủy ngân. Trong quy trình thử nghiệm, họ đã sử dụng tia X cường độ lớn tại Phòng thí nghiệm Berkeley ở California để có được một cái nhìn chi tiết về tinh thể được thiết kế, gọi là khung kim loại hữu cơ phát quang, hoặc LMOFs.

Xác định được cấu trúc tinh thể là một trong những khía cạnh quan trọng nhất của nghiên cứu. Khi kiểm tra bằng X-quang, nhóm quan sát thấy cấu trúc LMOF giống như một lưới các nguyên tử carbon, hydro, oxy, nitơ, và kẽm 3D, tạo ra các rãnh mở rộng cho phép các kim loại nặng đi vào các lỗ và sau đó liên kết với khung xung quanh của tinh thể. Điều này cũng tương tự như những khung kim loại hữu cơ khác đã được nghiên cứu hứa hẹn cho việc giữ carbon và nhiều ứng dụng tiềm năng khác.

LMOFs tạo ra bởi nhóm nghiên cứu Rutgers cũng đã được thiết kế để phát sáng bằng một thành phần hóa chất huỳnh quang sẽ phát sáng khi được gắn vào khung kim loại hữu cơ. Sau đó, khi cấu trúc giữ thêm nhiều các kim loại nặng, ánh sáng bắt đầu tắt dần, do các phản ứng hóa học giữa các chất độc và các thành phần huỳnh quang.

Kết quả là một phương tiện đồng thời phát hiện và bắt giữ các kim loại nặng. Về mặt lý thuyết, ánh sáng của các tinh thể càng mờ đi, càng nhiều độc tố đã bị giữ lại. Các LMOF đã được thử nghiệm ràng buộc mạnh mẽ hơn với thủy ngân và chì so với các kim loại nhẹ hơn, an toàn hơn như magiê và canxi cũng có mặt trong nguồn nước uống.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy những tinh thể có thể được làm sạch và tái sử dụng đến ba lần, nhưng họ cũng cho biết cần nghiên cứu thêm để phát triển LMOFs bền hơn và có thể được tích hợp vào các bộ lọc nước và sử dụng cho quy mô lớn hơn.

N.K.L-NASATI (Theo Newatlas)