در دانشگاه صنعتی امیرکبیر ارائه شد: راهکاری جدید برای جداسازی آنتی بیوتیک «آموکسی سیلین» از آب

محققان دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ارائه راهکاری برای تصفیه آموکسی سیلین از آب شدند.

به گزارش دیده بان علم ایران، سمیه سهرابی شاهسواری، دانش آموخته دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «سنتز بیوفوتوکاتالیست نانوساختار Ti/TiO۲/ZnO/GOx در یک سیستم میکروفلوئیدیک، مشخصه یابی و ارزیابی آن به منظور تجزیه ی میکروآلاینده ی آموکسی سیلین» گفت: در دو دهه گذشته با توسعه داروها و لوازم بهداشتی، شاهد ورود آن ها به اکوسیستم های خاک، آب های سطحی و زیر زمینی هستیم؛ از این رو، نگرانی ها برای دفع پساب حاوی آن ها به محیط زیست افزایش پیدا کرده است. در این پروژه، آموکسی سیلین را انتخاب کردیم زیرا پرتجویز ترین آنتی بیوتیک در شهر تهران است و از نظر خطر احتمالی نسبت به سایر آنتی بیوتیک ها در اولویت قرار دارد. وجود آن در جریان خروجی دو تصفیه خانه در غرب و جنوب تهران تایید شده است.

وی با بیان اینکه از نتایج این پروژه می توان در صنعت تولید کاتالیست، تصفیه آب و فاضلاب بهره برد، گفت: این طرح ضمن معرفی یک بیوفوتوکاتالیست جدید و چندین راکتور در مقیاس-های بالک و میکروفلوئیدیک برای تولید آن، تجزیه یک میکروآلاینده ی نوظهور را هدف قرار داده است. در عین توجه به مرز دانشی بودن قسمت های سنتز و طراحی راکتور، آلاینده هدف آموکسی سیلین انتخاب شد که شیوع بالای مصرف آن و شناسایی آن در جریان های خروجی دو تصفیه خانه جنوب و غرب تهران، نشان دهنده ی واقعی بودن مسئله می باشد.

به گفته سهرابی، یکی از عواملی که از راندمان روش فوتوکاتالیستی می کاهد، ترکیب الکترون و حفره است. فرآیند، افزودن ماده اکسیده کننده جهت ارتقا فرآیند امری اجتناب ناپذیر است. در این کار با کوپل کردن آنزیم گلوکز اکسیداز با فوتوکاتالیست، امکان تولید و مصرف درجای هیدروژن پراکسید فراهم شده است. در طراحی راکتور نیز از مزایای سیستم میکروفلوئیدیک در کنترل دقیق دما و نحوی برخورد جریان سیالات در سنتز بیوفوتوکاتالیست مذکور و ارزیابی عملکرد آن در تجزیه آموکسی سیلین بهره گرفته شده است.

وی با بیان اینکه استفاده از این روش می تواند روشی اقتصادی و بهینه باشد، گفت: «قابلیت استفاده مجدد از اسید چرب در فرآیند سنتز، از نظر محیط زیستی و اقتصادی »،« کنترل شرایط دمایی و زمانی سنتز، فویل تیتانیوم نیز همراه با پیش ماده قابلیت هیدرولیز و تبدیل به تیتانیوم دی اکسید» از ویژگی های این پروژه هستند. این نتیجه با توجه به کمتر بودن قیمت فویل تیتانیوم نسبت به پیش ماده تیتانیوم کلراید حایز اهمیت است.

به گفته وی، در بخش هایی از کار با هداف حداقل سازی استفاده از مواد شیمیایی، از اسیدهای طبیعی ( با منشأ گیاهی و حیوانی) استفاده شد و قابلیت مخلوط هایی از اسیدهای چرب جهت استفاده مجدد در سنتز نیز از جهات محیط زیستی و اقتصادی حائز اهمیت است. وی گفت: ترکیب آنزیم و فوتوکاتالیست نیز سبب حذف هزینه های انتقال، ذخیره سازی و عدم جذب آلودگی های محیطی از دیگر ویژگی های این طرح به شمار می روند.

شاهسواری خاطرنشان کرد: یکی دیگر از جنبه های طرح حاضر توجه به امکانات داخلی بود که ابتدا از سیستم های ساده و ارزان شروع و سپس به سمت سیستم های پیشرفته ختم شد.

وی با بیان اینکه این طرح نمونه خارجی و داخلی ندارد، گفت: به واسطه این پروژه سنتز بیوفوتوکاتالیست برای اولین بار انجام شد. همچنین، برای اولین بار برای تجزیه آموکسی سیلین مورد بررسی قرار گرفت. طراحی سیستم های میکروفلوئیدیک نیز جدید بود

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به مزیت های رقابتی طرح گفت: در این کار مورفولوژی فوتوکاتالیست نانوسیم است که نسبت به سایر موفولوژی های نانومواد در جلوگیری از ترکیب مجدد الکترون و حفره ها و افزایش راندمان فوتوکاتالیست بهتر است.

شاهسواری افزود: به واسطه ترکیب کردن آنزیم گلوکز اکسیداز با فوتوکاتالیست، امکان تولید و مصرف درجای هیدروژن پراکسید نیز فراهم شده است که به افزایش راندمان فرآیند کمک می کند.
وی خاطر نشان کرد: در این کار، فوتوکاتالیست به صورت تثبیت شده مورد استفاده قرار گرفته است که در مقایسه با حالت نانوذرات معلق که مشکلاتی چون کلوخه شدن و کدورت محلول دارد و عمق نفوذ نور را محدود می کند ارجحیت دارد. به علاوه از هدر رفت فوتوکاتالیست جلوگیری می شود و برای جداسازی آن از محلول نیاز به سانتریفیوژ نیست.

شاهسواری با بیان اینکه این طرح را می توان در تصفیه پساب به کار گرفت گفت: در سیستم میکروفلوئیدیک امکان کنترل بهتری نحوه برخورد پیش ماده ها و کنترل دما سنتز وجود دارد. چیدمان فضایی سایتهای فعال زیستی و نوری با دقت بیشتری انجام می گیرد.

از دستاوردهای علمی این پایان نامه می توان به سه مقاله ISI و چند طرح پژوهشی با حمایت بنیادملی نخبگان، پژوهشگاه نیرو، شرکت فاضلاب تهران، صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران اشاره کرد.

گفتنی است، اساتید راهنمای این پروژه دکتر مصطفی کشاورز مروجی و دکتر داوود ایرانشاهی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر , hستاد مشاور این پایان نامه دکتر افضل کریمی از اعضای هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی ایران بوده است.

انتهای پیام

تولید ارزان الکتروکاتالیست بر پایه چارچوب‌های فلزی-آلی با طول عمر بالا

دستاورد محققان ایرانی در ترمیم استخوان‌ با هیدروژل نانویی تولیدی از پیله کرم ابریشم

موفقیت دانشمند ایرانی در ساخت لباس با قابلیت اندازه‌گیری قند خون

تقدیر از برگزیدگان پژوهش و فناوری دانشگاه صنعتی امیرکبیر