Dünya‘da tatlı su kaynaklarının tuzlanması, hızlı bir şekilde artan insan nüfusu da dikkate alındığında büyük bir problem olarak karşımıza çıkıyor. ABD Jeolojik Etüt araştırmasına göre, ABD’deki temiz su kaynaklarına her yıl 272 ton çözülmüş katı madde karışıyor. Bu katı maddelerin büyük bir kısmı da tuzlardan oluşuyor.
Bu olumsuz gidişin başlıca nedenleri arasında petrol çıkarırken başvurulan kimyasal çalışmalar, yollarda kar için uygulanan tuzlama çalışmaları, suyu yumuşatmak amacıyla kullanılan kimyasal maddeler ve kayaçların doğal yollarla ufalanarak suya karışması sayılabilir. Bir çay kaşığı tuz ile yaklaşık 20 litre suyu kalıcı bir şekilde kirletmek mümkün.
İçilebilir Su İçin “Tuz Kafesi” Geliştirildi
Indiana Üniversitesi Kimya Bölümünde araştırmacılar tarafından sentezlediği yeni bir molekül sayesinde sıvıların içindeki tuz etkili bir şekilde ortamdan uzaklaştırılabilecek. Bu çalışmanın sonuçları Dünya‘daki içilebilir su miktarının çoğalması için işe yarayabilir. Bu çalışmadan yaklaşık 10 yıl önce yine aynı üniversite ekibi tarafından klorür iyonlarını toplamak için geliştirilen molekülde bağların oldukça zayıf olması yüzünden istenen sonuçlara ulaşılmıştı.
Şimdi ise Yun Liu ve ekibi bu görevi yerine getirmek için yeni bir çalışma koşulu oluşturdular. Elde edilen molekül, klorür iyonlarını yakalamak ve hapsetmek üzere tasarlandı. Klorür tuzlarından en yaygın olarak bilineni sodyum klorür yani bildiğimiz sofra tuzu. Diğer klorür tuzları arasında ise potasyum klorür, kalsiyum klorür ve amonyum klorür sayılabilir.
Tuzu sıvıdan uzaklaştırmak için sentezlenen molekül üç boyutlu bir kafesi andırıyor. Altı adet triazol (azot, karbon ve hidrojenden oluşan beş üyeli halka) grubunun oluşturduğu üç boyutlu “tuz kafesi” 2008 yılında geliştirilen iki boyutlu ve dört adet triazolden oluşan molekülle karşılaştırıldığında 10 milyar kat daha etkin olduğu görülmüştür.
İlk molekülün sentezlenmesinin yaklaşık 1 yıl sürdüğünü belirten Liu, sentez sürecinin dikkatli bir şekilde takip edilmesinin önemli olduğunu söylüyor. Araştırma ekibinden Wei Zhao da bir kaç ay içerisinde sentezleme işlemini başarıyla gerçekleştirerek işlemin tekrarlanabilirliğini ortaya koydu. Araştırmacılar triazollerin kullanımı ile elde edilen kafesin merkezde klorür iyonlarını çekecek özellikte olduğunu gösterdiler.
Azot-hidrojen bağları ile oluşturulan kafesler genelde daha esnek bir yapıya sahip ve merkezdeki klorürü tutmak için fazldan enerjiye ihtiyaç duyuyorlar. Tüm bunlar da verimli çalışmalarını engelliyor. Karbon-hidrojen bağları kullanılarak oluşturulan moleküler kafesler ise daha katı bir yapıya sahip ve bu sayede klorür iyonlarını çok daha etkili bir şekilde tutabiliyorlar.
Ayrıca merkezde tutulan klorür kaybedildikten sonra molekülün şeklini koruması da bir avantaj olarak değerlendiriliyor. Böylece molekül yeni bir görev için tekrar kullanılabiliyor. Yun Liu ve arkadaşlarının sunduğu bu araştırma farklı moleküler kafesler sayesinde iyonların seçici bir şekilde tutulmasına yönelik yeni teknolojiler geliştirilebilmesinin de önünü açıyor.
Kaynak: Bilim ve Teknik
Tuz kafesi, su kaynaklarını içilebilir hale getirmek için güzel bir teknoloji olmuş. Paylaşım için teşekkürler.