Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Biyosorpsiyon sayesinde maya hücreleri, kurşun gibi ağır metal iyonlarını 1 ppm'den düşük konsantrasyonlarda bile bağlayıp emer. Araştırmacıların hesaplamalarına göre Boston'daki tek bir bira fabrikası, şehrin tüm su ihtiyacını karşılamak için yeterli atık maya üretebilirdi. Ancak 2021'deki ilk çalışmalarda ölümcül bir sorun vardı: araştırmacılar, toksik maddeye bağlanan tüm mayayı nasıl yok edeceklerini bulamamışlardı. Üç yıllık ek araştırmalardan sonra kimya, molekül ve uzay mühendislerinden oluşan ekip, bir çözüm bulduklarını söylüyor: Hidrojel kapsüller. Bu kapsüller, polietilen glikol (PEG) adı verilen yaygın olarak kullanılan UV ışığına duyarlı bir polimerden yapılıyor.

"Bizim yaptığımız şey, multivitamin hapları gibi içi boş kapsüller oluşturmaktı. Ancak bunları vitamin yerine maya hücreleriyle doldurduk," diye açıklıyor MIT yüksek lisans öğrencisi Devashish Gokhale, RSC Sustainability dergisindeki yeni ortak yazarlı çalışmasına eşlik eden duyuruda. Ekip, dondurarak kurutulmuş mayayı PEG polimerleriyle birlikte suya karıştırarak "multivitaminlerini" yaptı. Ultraviyole ışığın eklenmesiyle PEG, maya hücrelerinin etrafında yaklaşık yarım milimetre büyüklüğünde, yarı geçirgen dış kapsüller oluşturdu. Maya, yeni kılıflarının içinde bile atık sudan hızla kurşun izlerini uzaklaştırıyordu. "Bu kapsüller gözeneklidir, böylece su kapsüllerin içine girebilir ve maya tüm kurşunu bağlayabilir, ancak maya kendi başına suya kaçamayacaktır," diye devam etti Gokhale.

Araştırmacılar, kapsüllerin musluk suyunun akışkan kuvvetlerine dayanacak kadar güçlü olduğunu doğruladıktan sonra, yeni hidrojel-maya granülleri ile dolu bir EPA sınıfı deneme amaçlı filtre yatağı biyofiltresi inşa ettiler. Daha sonra filtreleri, mevcut membran filtrasyon gibi sistemlerden daha az enerji kullanarak 12 gün boyunca sürekli olarak kurşun izleri içeren suyu süzerek temizledi.

Maya bulunabilirliği ile karşılaştırıldığında nispeten uygun maliyeti göz önüne alındığında, araştırmacılar bulgularının sürdürülebilir ve düşük maliyetli bir su arıtma alternatifi sağlayabileceğine inanıyor. Bu durum, kirlilik ve sınırlı temiz su kaynaklarıyla mücadele eden düşük gelirli, tarihsel olarak dezavantajlı topluluklar için büyük fayda sağlayabilir.

Gelecekte araştırmacılar, filtre mayasını geri dönüştürmek ve değiştirmek için yöntemler araştırmanın yanı sıra fosil yakıtlardan elde edilen polimerler yerine hammaddelerden daha çevre dostu hidrojeller geliştirmeyi planlıyorlar. Ayrıca filtrelerinin kirletici kapasitesini mikroplastikler ve sonsuza kadar var olan kimyasalları da içerecek şekilde genişletmeyi düşünüyorlar.

Kaynak: popsci.com