ננו אבץ אוקסיד חומרים אנטיבקטריאליים לטיהור מים

במערכות מגע- במים, האתגר העיקרי הוא לרוב לא רק הסרת חלקיקים, אלאבקרת חיידקים בתוך רכיבים רטובים. מסננים, תאים, מיכלים, ציוד ניקוי ומערכות מחזור יכולים כולם להפוך למקומות שבהם חיידקים, ריחות וביופילם מצטברים עם הזמן. חלקיקי ננו-תחמוצת אבץ נחקרים בהרחבה לשימוש אנטי-מיקרוביאלי, וסקירות מציינות את הפוטנציאל שלהם ביישומים הקשורים לטיהור מים וביישומים הקשורים ל-מי שפכים.

 

מערכות מים יוצרות סביבה מיוחדת: לחות קיימת תמיד, הניקוי הוא לסירוגין, וחלקים פנימיים מסוימים מתקשים להתייבש לחלוטין. בתנאים אלה, גידול חיידקים יכול להשפיע על ריח, היגיינה וביצועים לטווח ארוך-. מסיבה זו, חומרים אנטי-מיקרוביאליים משמשים לעתים קרובות לא כתחליף לסינון, אלא בתור אשכבת תמיכה ברמת-חומרעבור מוצרי -ליצירת קשר עם מים. ביקורות על מערכות ננו-חלקיקי ZnO מתארות טיהור מים כאחד מכיווני היישום החשובים שלהן.

 

יעדים אופייניים כוללים:

• מחסניות מסנן מטהר
• רכיבים אנטיבקטריאליים של מכונת כביסה
• מערכות מים במחזור
• חלקי מגע עם שפכים
• ציוד ניקוי עם מיכלי מים

תחמוצת ננו אבץ היא אטרקטיבית מכיוון שהיא משלבתיציבות אנאורגניתעִםפעילות אנטי-מיקרוביאלית רחבה. בספרות, ננו-חלקיקי ZnO מתוארים כפעילים כנגד מגוון רחב של חיידקים, וגודל החלקיקים המופחת שלהם מגביר את תגובת השטח ואת האינטראקציה עם מיקרואורגניזמים.

עבור יישומי מגע עם-מים, החומר שימושי מכיוון שהוא יכול:

• עבודה כחלק ממערכת מרוכבת או גרגירים
• לסבול סביבות רטובות טוב יותר מאשר טיפולי משטח- רבים בלבד
• לתמוך בשליטה-ארוכת טווח בתרופות אנטי-מיקרוביאליות באזורי מגע

המנגנון הטכני מתואר בדרך כלל כשילוב של:

• יצירת מיני חמצן תגובתיים, או ROS
• שחרור יוני אבץ
• אינטראקציה ישירה עם ממברנות מיקרוביאליות

מסלולים אלו יכולים לפגוע במבנה התא, לדכא צמיחה ולהפחית את היווצרות הביופילם. מחקרי ננו-חלקיקי ZnO מדווחים גם שאור יכול לשפר פעילות אנטיבקטריאלית פוטו-קטליטית במערכות מסוימות, וזו אחת הסיבות לכך ש-ZnO נחשב למבטיח עבור-הדור הבא לחיטוי-חומרים הקשורים.

 

במוצרים מעשיים, חומרים אנטיבקטריאליים של ננו אבץ אוקסיד בדרך כלל אינם משמשים כאבקה רופפת בזרם המים. לעתים קרובות יותר הם מובנים לתוך אגרגיר, מחסנית, חומר מילוי או מבנה מנשאכך שהחומר יכול להישאר במקום ולעבוד בצורה מבוקרת.

הפורמטים הנפוצים כוללים:

• גרגירים אנטיבקטריאליים נקבוביים
• מסנן-מדיה למילוי
• תוספים למחסניות
• מילוי רכיבים במגע-
• הכנס-מודולי טיפול מסוג

גישה זו עוזרת לתפקוד האנטיבקטריאלי להישאר מקומי במקום בו יש סיכוי גבוה ביותר להתרחש גידול חיידקים.

 

בהתבסס על ההערות הטכניות שסופקו, תרחישי היישום העיקריים הם:

• מטהר מים ושתייה-מרכיבי מסנן מים
• קופסאות אנטיבקטריאליות למכונת כביסה
• מיכלי איסוף שפכים
• ניקוי מאגרי מים של ציוד
• מערכות זרימה שבהן עלולים להיווצר מים עומדים

מקרי שימוש אלה חולקים את אותה דרישה בסיסית:סביבה רטובה עם מגע חוזר וייבוש מוגבל.

בעת בחירת חומר לטיהור מים או שימוש במים-ליצירת קשר, השאלות החשובות הן מעשיות ולא פרסומות:

• האם החומר נשאר יציב במים?
• האם הוא שומר על תפקידו לאורך זמן?
• האם זה משפיע על הטעם, הריח או מראה המים?
• האם מבנה המנשא מתאים לתכנון הציוד?
• האם זה מתאים למחזור הניקוי וההחלפה של המוצר?

במידע על המוצר שסופק, הדגש הוא על פעילות אנטי-מיקרוביאלית רחבה, ביצועים נגד-טחב והתנהגות יציבה בסביבות רטובות. לצורך שימוש הנדסי אמיתי, יש לבדוק את הטענות הללו מול כימיית המים הספציפית, קצב הזרימה וחיי השירות של המכשיר הסופי.

יש לאחסן חומרים ליישומי מגע עם-מים ב:

• מקום יבש ומאוורר
• אריזה אטומה
• תנאי לחות נמוכה
• הרחק מחומצות חזקות, אלקליות ואור שמש ישיר

זה משנה כי לחות וזיהום יכולים להפחית את יציבות האחסון עוד לפני התקנת החומר.

חומרים אנטיבקטריאליים של תחמוצת אבץ ננו שימושיים ביותר בטיהור מים כאשר הם מטופלים כאלחומרי מגע פונקציונליים, לא כתוסף אנטי-מיקרוביאלי רופף. הערך שלהם טמון בשילוב פעולה אנטי-מיקרוביאלית, יציבות אנאורגנית ותאימות לסביבות שימוש רטובות-. ביקורות של ננו-חלקיקי ZnO תומכות ברלוונטיות שלהם במערכות הקשורות לטיהור מים וחיטוי-, במיוחד כאשר בקרה מיקרוביאלית וביצועים עמידים חשובים.