Музыкальные компакт-диски – модный символ 90-х – в мире MP3-файлов и айподов всё больше выходят из употребления. Меломаны недоумевают, что им делать с своими гигантскими коллекциями. Можно, конечно, использовать стопки дисков как материал для авангардных произведений искусства, украшения мебели и т.п. Но тайваньские исследователи предлагают более практичный вариант: пусть диски очищают сточные воды! Старые компакт-диски смогут эффективно очищать сточные воды«Компакт-диски дешевы, повсеместно доступны и легко транспортируются», – говорит Динь Пин Цай (Din Ping Tsai), физик из Национального университета Тайваня. Даже сейчас ежегодно производится почти 20 миллиардов дисков – так что новый метод также облегчит их утилизацию.
Цай и его коллеги воспользовались большой площадью поверхности CD-дисков как платформой для выращивания миниатюрных наностержней из оксида цинка, толщина которых равна примерно 1/1000 волоса человека. Оксид цинка – это недорогой полупроводник, способный функционировать в качестве фотокатализатора. В лучах ультрафиолета он разбивает органические молекулы – загрязнители в сточных водах, например.
Хотя другие исследователи уже экспериментировали с разлагающими свойствами оксида цинка, только команда Цая придумала выращивать этот фотокатализатор на компакт-дисках.
CD-диски прочны и способны быстро вертеться – поэтому грязная жидкость, попадая на них, быстро растекается тонкой пленкой, через которую легко проходит свет. Так ускоряется распад молекул.
Объем всего устройства по очистке сточных вод – примерно 0,02 м3. Кроме покрытого слоем оксида цинка компакт-диска, туда входит источник ультрафиолетового излучения и механизм, обеспечивающий рециркуляцию воды с целью добиться максимального «растворения» загрязняющих веществ.
Команда разработчиков протестировала реактор, залив туда раствор метилоранжа (кислотный азокраситель) – модельное органическое соединение, часто используемое для оценки скорости фотокаталитических реакций. Через час поллитра раствора 95% загрязнителей распались. Новое устройство сможет обрабатывать 150 мл сточных вод в минуту, утверждают тайваньские ученые.
Реактор на основе компакт-диска невелик, потребляет мало энергии, а производительность его превышает показатели других методов очищения сточных вод. Устройство сможет очищать (в малых масштабах, конечно) воду, загрязненную бытовыми стоками, стоком с городских территорий, промышленными и сельскохозяйственными отходами.
По словам Цая, система сможет увеличить скорость работы – если получится включить в нее целые стопки дисков.
Тайваньская группа представит свой прибор на ежегодной конференции Оптического общества США, которая пройдет 6-10 октября в Орландо, штат Флорида.