نابودی میکروب‌های مزاحم با شیشه ساطع‌کننده یووی

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل ازنیواطلس، پژوهشگران آمریکایی به سرپرستی «لیلا علیدخت» از شیشه تابنده پرتو ماورای بنفش برای دور نگه داشتن زیست لایه‌های مشکل ساز زیر دریا استفاده کرده اند.

اگرچه به این زودی‌ها به احتمال زیاد شاهد بدنه‌های شیشه‌ای برای کشتی‌ها نخواهیم بود؛ اما این فناوری ممکن است در کاربرد‌هایی مانند دریچه‌های شیشه‌ای تماشای زیر آب یا لنز‌های دوربین استفاده شود.

تقریبا هر ماده‌ای که به مدت کافی در آب دریا بماند، یک لایه لزج از باکتری ها، قارچ ها، جلبک‌ها و سایر میکروارگانیسم‌های دریایی روی سطح آن تشکیل می‌شود. موجودات بزرگ‌تر مانند بارناکل‌ها (کشتی چسب ها) رویاین لایه لزج مستقر شده و با رشد و تکثیر، آن را به خانه خود تبدیل می‌کنند.

نیازی به گفتن نیست که این زیست لایه‌ها باعث می‌شود هیدرودینامیک بدنه کشتی‌ها کاهش یافته و درنتیجه کشتی‌ها برای حرکت با سرعت معین، سوخت بیشتری مصرف کنند. زیست لایه‌ها همچنین برای سازه‌های زیر آب، شبکه‌های محافظ و حتی کارخانه‌های آب شیرین کن دریا نیز مشکل ساز هستند.

این پدیده به رسوب زیستی معروف است. برای پیشگیری از وقوع چنین پدیده‌ای معمولا سطوح زیر آب با رنگ ضدمیکروبی (که می‌تواند به محیط زیست آسیب برساند) و یا مواد نچسب مخصوصی پوشانده می‌شود؛ اما این پوشش‌ها باید به طور مداوم روی سطوح تکرار شوند.

یکی از جایگزین‌های مطرح شده برای این پوشش ها، روشن کردن سطوح با نور فرابنفش خارجی است که میکروارگانیسم‌ها را می‌کشد. متاسفانه، پرتو‌های فرابنفش هرچه از منبع دور شوند، اثربخشی شان کاهش می‌یابد، همچنین آب کدر نیز آنها را جذب می‌کند.

اینجاست که شیشه تابنده پرتو فرابنفش (UEG) وارد می‌شود؛ به جای اینکه توسط یک منبع نور جداگانه روشن شود، خودش منبع نور می‌شود.

پژوهشگران دانشگاه ماساچوست آمهرست به سرپرستی «لیلا علیدخت» پژوهشگر ایرانی خود، ماده‌ای ساخته اند که از یک اسلاید شیشه‌ای معمولی تشکیل شده که پشت آن با لایه‌ای از نانوذرات سیلیس و یک پلیمر شفاف پوشیده شده است.

یک LED ماورای بنفش که در کنار اسلاید قرار دارد، نور خود را نه به جلو یا پشت شیشه، بلکه به یک لبه آن می‌تاباند. همانطور که اشعه ماورای بنفش از ضخامت شیشه عبور می‌کند، توسط نانوذرات پراکنده و پخش می‌شود که نور UV را منعکس کرده ولی آن را جذب نمی‌کند.

در نتیجه، تمام سطح جلویی (سمت آب) شیشه به طور یکنواخت نور ماورای بنفش را ساطع می‌کند ودر شرایط یکسان، این کار را ۱۰ برابر بهتر از شیشه بدون روکش انجام می‌دهد، در حالی که همچنان انتقال نور مرئی و مادون قرمز مطلوب را نیز حفظ می‌کند.

در آزمایش این فناوری، شیشه‌های UEG به همراه شیشه‌های کنترل بدون پوشش به مدت ۲۰ روز در آب‌های بندر کاناورال، فلوریدا غوطه ور شدند. در پایان دوره، مشخص شد که UEG رشد زیست لایه قابل مشاهده را تا ۹۸ درصد کاهش داده است.

علیدخت گفت: این فناوری ابداع شده را می‌توان برای ضدعفونی سطوح شفاف مانند پنجره‌های کشتی‌ها، گوی‌های شناور و شناور‌های بارگیری، لنز‌های دوربین و حسگر‌های مورد استفاده در اقیانوس‌شناسی، کشاورزی و تصفیه آب استفاده کرد.

دانشمندان اکنون قصد دارند ورقه‌های شیشه‌ای بسیار بزرگتریرا برای مدت زمان بسیار طولانی تریدر زیر آب قرار دهند و یافته خود را در مقیاس بزرگتر آزمایش کنند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Biofilm منتشر شد است.