Μια ερευνητική ομάδα από το Κεμπέκ του Καναδά, κατάφερε να συνθέσει κβαντικές κουκίδες άνθρακα από απόβλητα ζυθοποιίας.
Εδώ και μερικά χρόνια, τα χρησιμοποιημένα σιτηρά, το υπόλειμμα δημητριακών από ζυθοποιεία, έχουν επαναχρησιμοποιηθεί ως ζωοτροφές. Ανοίγουν όμως νέοι δρόμοι, καθώς από τώρα και στο εξής, αυτό το υλικό θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί και στη νανοτεχνολογία! Η ομάδα του καθηγητή Federico Rosei στο Institut national de la recherche scientifique (INRS) κατάφερε να αποδείξει ότι τα απόβλητα μικροζυθοποιίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή άνθρακα για τη σύνθεση κβαντικών κουκίδων.
Οι κβαντικές κουκίδες, που συχνά θεωρούνται ως “τεχνητά άτομα”, χρησιμοποιούνται στη μετάδοση του φωτός και διαθέτουν μια σειρά από ενδιαφέρουσες φυσικοχημικές ιδιότητες. Οι τρέχουσες κβαντικές κουκίδες παράγονται με βαρέα και τοξικά μέταλλα όπως το κάδμιο. Ο άνθρακας είναι μια ενδιαφέρουσα εναλλακτική λύση, τόσο για τη βιοσυμβατότητά του.
Μια οικολογικά υπεύθυνη προσέγγιση
Η επιλογή των αποβλήτων ζυθοποιίας ως πηγής, προήλθε από τον Daniele Benetti, μεταδιδακτορικό συνεργάτη στο INRS, και τον Aurel Thibaut Nkeumaleu, μεταπτυχιακό φοιτητή στο ÉTS που διεξήγαγε το έργο. Βασικά, ήθελαν να πραγματοποιήσουν διάφορα πειράματα χρησιμοποιώντας προσβάσιμα υλικά και έτσι συνεργάστηκαν με τους Brasseurs de Montréal για να αποκτήσουν πρόσβαση στα υπολείμματα δημητριακών τους.
«Η χρήση αναλωμένων σιτηρών αναδεικνύει τόσο μια οικολογικά υπεύθυνη προσέγγιση για τη διαχείριση των αποβλήτων όσο και μια εναλλακτική πρώτη ύλη για τη σύνθεση κβαντικών κουκίδων άνθρακα, από την άποψη της κυκλικής οικονομίας», λέει ο καθηγητής Rosei στο Eurekalert.
Το πλεονέκτημα της χρήσης των αποβλήτων ζυθοποιίας ως πηγή κβαντικών κουκίδων άνθρακα είναι ότι είναι φυσικά εμπλουτισμένα με άζωτο και φώσφορο, κάτι που δεν δημιουργεί ανάγκη για καθαρές χημικές ουσίες.
Η Claudiane Ouellet-Plamondon, Πρόεδρος Έρευνας του Καναδά σε Βιώσιμα Πολυλειτουργικά Δομικά Υλικά στο ÉTS δήλωσε: “Το ÉTS βρίσκεται στις εγκαταστάσεις του πρώην ζυθοποιείου Dow, ενός από τα κύρια ζυθοποιεία στο Κεμπέκ μέχρι τη δεκαετία του 1960. Έτσι, υπάρχει μια ιστορική και πολιτιστική σύνδεση με αυτό το έργο.”
Μια προσβάσιμη μέθοδος
Εκτός από τη χρήση βιο-βασισμένου υλικού, η ερευνητική ομάδα ήθελε να δείξει ότι ήταν δυνατή η παραγωγή κβαντικών κουκίδων άνθρακα με κοινά μέσα. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν έναν οικιακό φούρνο μικροκυμάτων για να ανθρακοποιήσουν τους χρησιμοποιημένους κόκκους, με αποτέλεσμα μια μαύρη σκόνη. Στη συνέχεια, αυτή αναμειγνύεται με απεσταγμένο νερό και ξανατοποθετείται στο φούρνο μικροκυμάτων. Έπειτα, περνάει στη φυγοκέντρηση και με προηγμένη διήθηση επιτυγχάνεται η απόκτηση των κβαντικών κουκίδων. Το τελικό προϊόν τους ήταν σε θέση να ανιχνεύσει και να ποσοτικοποιήσει τα βαρέα μέταλλα, καθώς και άλλους ρύπους που επηρεάζουν την ποιότητα του νερού, το περιβάλλον και την υγεία.
Τα επόμενα βήματα θα είναι να χαρακτηριστούν αυτές οι κβαντικές κουκίδες άνθρακα από τα απόβλητα ζυθοποιίας, πέρα από την απόδειξη της έννοιας. Η ερευνητική ομάδα είναι πεπεισμένη ότι αυτή η νανοτεχνολογία έχει τη δυνατότητα να εξελιχθεί σε εξελιγμένους αισθητήρες ανίχνευσης για διάφορες υδατικές λύσεις, ακόμη και σε ζωντανά κύτταρα.
