Dzienne zapotrzebowanie na wodę pitną w małych społecznościach wiejskich
Niedobór wody stał się stale rosnącym problemem wielu obszarów naszej planety. Stopniowe zanieczyszczenie zasobów wody słodkiej dotyczy również krajów, które jak dotąd nie borykały się z tego typu problemami. Na drodze intensywnych badań wykazano kluczową rolę, jaką w procesie dezynfekcji wody z wykorzystaniem energii słonecznej mają odegrać nanomateriały. Uczestnicy projektu AQUACAT użyli zespolonych kolektorów parabolicznych, za pośrednictwem których skupili promieniowanie słoneczne na przezroczystym zbiorniku wypełnionym zanieczyszczoną wodą. W wyniku interakcji światła słonecznego z zawieszonymi nanocząsteczkami półprzewodnikowymi powstały frakcje o właściwościach silnie utleniających, które mogą osłabić mikroorganizmy pływające w wodzie oraz doprowadzić do rozkładu związków toksycznych. Połączenie światła słonecznego i materiałów aktywnych fotochemicznie może stanowić obiecujące rozwiązanie dla społeczności wiejskich w krajach mniej uprzywilejowanych, dlatego też zagadnienie to było badane w ramach projektu AQUACAT. Wyzwaniem było znalezienie optymalnego systemu umożliwiającego produkcję singletowego tlenu cząsteczkowego na drodze fotosensybilizacji i stanowiącego atrakcyjne rozwiązanie alternatywne dla powszechnie stosowanej metody polegającej na dodawaniu chloru. Naukowcy z Universidad Complutense de Madrid w Hiszpanii jako fotosensybilizator wybrali błękit metylenowy. Ten barwnik rozpuszczalny w wodzie pochłania zarówno promieniowanie ultrafioletowe, jak i promieniowanie z zakresu widma widzialnego. Co więcej, ze względu na kationowy charakter można w łatwy sposób włączyć go do składu błon polimerowych Nafion®. Okazało się, że błony polimerowe Nafion® barwione błękitem metylenowym są łatwoprzepuszczalne dla singletowego tlenu cząsteczkowego, a jednocześnie odporne na fotodegradację pod wpływem intensywnego oddziaływania światła. Z tego względu mogą zostać wykorzystane jako układ odniesienia przy pomiarze wielkości produkcji singletowego tlenu cząsteczkowego. Uzyskane wyniki zostały porównane z produkcją singletowego tlenu cząsteczkowego w obecności błękitu metylenowego i trój-(2,2'-bipirazyno)rutenu(II) w roztworze acetonitrylu oraz błękitu metylenowego zawartego w błonach Nafion® wypełnionych metanolem. Opracowanie dobrze zdefiniowanego systemu produkcji singletowego tlenu cząsteczkowego stanowiłoby doskonałe zakończenie projektu AQUACAT. Aby to było możliwe, zaplanowano dalszą pracę nad poszerzeniem obszaru charakteryzacji produkcji singletowego tlenu cząsteczkowego poprzez wykorzystanie nieprzezroczystych fotosensybilizatorów na podłożu polimerowym.
