Sajtónyilvános eseményen, az újságírókkal közösen várta a fiziológiai és orvostudományi Nobel-díj bejelentését a Szegedi Tudományegyetem vezetősége 2023. október 2-án, az egyetem központi épületében. Az SZTE kutatóprofesszorát, Karikó Katalint évek óta az esélyesek között tartották számon, és idén meg is kapta a tudományos világ legjelentősebb elismerését. A Szegedi Tudományegyetem élőben kapcsolta az SZTE történetének második Nobel-díjasát, Amerikából.
A nyugati világban a mezőgazdaság, valamint a 3. világban például a textilipar szennyező anyagait képes kiszűrni az édesvizekből az a berendezés, amelynek a prototípusát az SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszéken a dr. Hernádi Klára professzor irányításával dolgozó csapat, az indiai Amity Egyetemmel közösen, fejlesztette ki.
Korszerű anyagtudományi, nanotechnológiai fejlesztéseikkel sokmillió ember számára fontos vízkezelési és víztisztítási feladatok megoldásához járulnak hozzá a Szegedi Tudományegyetem kutatói.
Módszer = nanotechnológia + fotokatalitikus eljárások
A Föld felületének 71%-át víz borítja. Ennek 2,5%-a édesvíz. Az édesvíz 98%-a felszín alatti víz. A mezőgazdaság, az ipar, és a fejlett világbeli túlhasználás és kibocsátás egyaránt szennyezi az édesvízkészleteket. Ezzel párhuzamosan drasztikusan csökken a Föld ivóvízkészlete.
– Idehaza és Európában a mezőgazdasági szermaradványok és felhalmozódásuk, míg Indiában a textilipar szerves vegyületei okoznak gondot a vízkészletben. Az európai vizekben jelentős mértékű a pszichoaktív gyógyszerek osztályába tartozó benzodiezapin-bomlástermékek mennyisége. Illetve a fogamzásgátlókból a tisztított szennyvízen át az édesvizekbe jutó hormonmaradványok is megtalálhatóak. Ez utóbbiak egyértelműen a lakossági vízterhelés miatt jutnak a vizeinkbe – magyarázta dr. Hernádi Klára vegyészprofesszor. Az SZTE Természettudományi és Informatikai Kar Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszéken dolgozó kutatók reményei szerint az általuk fejlesztett víztisztító-berendezés képes lehet ezen szermaradványok eltávolítására is.
A napfény „kikezdi” a szennyező anyagokat, legyen szó gyógyszermaradványról, vagy szerves textilvegyületről. Ez a szegedi kutatók kiindulópontja.
– A hazánkban gyakran gondot okozó gyógy- és növényvédőszer-maradványok, illetve a partner országban problémát jelentő textilipari szennyvizek szennyező anyagainak hatékony lebontására egyaránt alkalmas, félüzemi méretben is gazdaságosan működtethető készüléket terveztünk – árulta el dr. Hernádi Klára, az SZTE TTIK egyetemi tanára, az MTA SZAB Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Munkabizottság elnöke.
Indiai kapcsolat
Az SZTE TIK Alkalmazott és Környezeti Kémiai, valamint Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszéke – együttműködve az Unichem Kft.-vel – a TÉT_15_IN felhívásra nyújtott be pályázatot. Az „Új típusú BiOX kompozitok környezetbarát előállítása, immobilizálása aktív szénszál/kerámiapapír felületén hatékony és újrahasznosítható fotokatalitikus felületek kialakítására” című projekt megvalósításába bekapcsolódott az SZTE-kutatók partnere, az indiai Amity Egyetem (Noida) Alkalmazott Anyagtudományi kutatócsoportja is. A tudósok és gyakorlati szakemberek célja, hogy a környezetbarát zöldkémia eszköztárának felhasználásával korszerű anyagtudományi, nanotechnológiai fejlesztést valósítsanak meg, így oldjanak meg az érintett országokban jelentős vízkezelési és víztisztítási feladatokat.
– A sikeres fejlesztéshez az együttműködő felek folyamatos tapasztalatcseréjére van szükség, amihez kiváló a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) által létrehozott projektkonstrukció – mondta a szegedi egyetemi tanár. – Az akadémiai résztvevők korábbi kutatási tapasztalata, illetve az ipari partnerek nagy múltra visszatekintő rutinja garancia arra, hogy a legfrissebb tudományos eredmények rövid idő alatt a megvalósított innováció és gyakorlat szintjére emelkedjenek.
Az SZTE TTIK Alkalmazott és Környezeti Kémiai, valamint Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszékének munkatársai több mint 3 éve dolgoznak együtt az indiai Amity Egyetem (Noida) Alkalmazott Anyagtudományi kutatócsoportjával, valamint hazai partnerekkel. Az 55 millió 572 ezer 250 forint támogatást elnyert, 2019. november 30-ig tartó projekt lehetőséget biztosított arra, hogy a fejleszteni kívánt komplex víztisztító berendezés ipari alkalmazhatóságát, termékké való fejlesztésének lehetőségét megvizsgálják.
A professzor, dr. Hernádi Klára „jobbkeze” a laboratóriumban dr. Kása Zsolt. Együtt irányítják a két PhD-hallgató – az SZTE negyedéves doktorandusza, Bárdos Enikő és az Indiából érkezett harmadéves Nikita Sharma – projektbeli munkáját. Megtudtuk: az ottjártunkkor a laborban tüsténkedő egyetemista, Márta Viktória is e témához kötődő szakdolgozatot ír. Sápi András pedig a berendezéshez szükséges papírlapok kialakításával foglalkozva szén és titanát szálakkal is próbálkozott már. Alapi Tünde, az SZTE TTIK Szervetlen és Analitikai Tanszékről arra a kérdésre válaszol, hogy a „bontást” követően mi lesz a „közti termék”…
A forradalmi víztisztító berendezés prototípusa elkészült 2019. november 30-ra. Az alapkutatási eredményeket két PhD disszertációban bontották ki a professzor munkatársai. Dr. Hernádi Klára úgy véli: jól fölkészült, a következő TéT – azaz a kétoldalú, a tudományos és technológiai együttműködést támogató – pályázati kiírást váró, projektre kész a csapata.
Az ötlettől az alkalmazásig
– A szennyezett vizet a pumpa fölviszi a kerámiapapírra rögzített katalizátor-anyagra, amit a napfény megvilágít – mutatta a modellen a víztisztító berendezés működését a professzor.
– Lényeges például, hogy a katalizátoranyagot ne mossa le a szennyvíz. Ez a rögzítési módszer kémiai feladat. Olyan festékszórós technikát találtunk, amelyet át tudunk ültetni ipari méretekbe is – magyarázta dr. Kása Zsolt. – Ehhez a megoldáshoz számos vakvágányra futott ötlet vezetett. Például nyomás alatt kerámiapapírra vittük az anyagot, de ipari méretben ez annyira megnövelné az árat, ami már nem éri meg.
Az új típusú, zöld technológiával előállítható, nagy hatékonyságú, a látható fény energiájával működő, hosszú élettartamú fotokatalizátor-család bizmut oxohalogenideket tartalmaz. Ez az új típusú fotokatalizátor a napsütés hatására aktivizálódik. Hatékonyan képes a szerves anyagokat a vízben ártalmatlanítani, vagy felületkezelt helyeken biológiailag fertőtleníteni.
– Az indiaiak ötlete az volt, hogy ezeket növényi templát jelenlétében szintetizálják. Ez azért fontos, mert így más lesz a morfológiája, kisebb a szemcsemérete, így aktívabb lesz ugyanaz a bizmut oxohalogenideket tartalmazó, színes anyag – magyarázta dr. Hernádi Klára. A professzor hozzátette: a szín is szerepet játszik a folyamatban. Ugyanis a szín és a látható fénybeli aktivitás kapcsolatát emberi szemmel érzékelhetjük.
– Mindehhez mit tesz hozzá az SZTE? – kérdezett vissza a professzor. – Egyrészt az indiainál sokkal szélesebb műszerparkunkkal teszteljük ezeket az anyagokat, hiszen a szegedi egyetemen élen jár az anyagtudományi kutatásokban. Másrészt vállaltuk, hogy építünk egy prototípust – sorolta. – Harmadrészt publikáljuk az eredményeinket.
2019. november 30-ra elkészült a prototípus: ez, fél négyzetméteres katalizátorával, a laborbeli modell nagytestvére. A Kisteleki Unichem Kft. végzi a prototípushoz szükséges mértéknövelést. Legalább 3 évbe telik, mire a prototípusból termék, azaz alkalmazható víztisztító berendezés lesz.
– A prototípus kifejlesztése nem a projekt lezárását jelenti, hanem épp a kezdete a további fejlesztéseknek – fogalmazott dr. Hernádi Klára. Az SZTE vegyészprofesszora szerint korszerű, jövőbe mutató technológián alapuló készüléket hozhatnak létre. Ez a berendezés alkalmas a mezőgazdaságban, az élelmiszer- és a textiliparban keletkező szennyvizekben előforduló különféle káros szerves szennyező anyagok hatékony lebontására.
SZTEinfo – Ú. I.
Fotó: Bobkó Anna
