COF, Sudan Küçük Organik Molekülleri Filtreleyebilir. Kovalent organik yapıya (COF) dayanan yeni bir filtre membranı, ilaç yüklü atık suyun temizlenmesine yardımcı olabilir.
İlaçlar çoğu zaman kanalizasyona karışabiliyor. Atıksu arıtma tesisleri, suyu çevreye geri vermeden önce bu bileşikleri uzaklaştırmaya çalışmaktadır. Bilim insanları, bu moleküller çevreye girdiklerinde, antibiyotik direncinin yayılmasına katkıda bulunabileceklerini veya suda yaşayan hayvanlarda gelişimin bozulmasına neden olabileceğinden endişe ediyorlar.
COF’ler, birlikte kovalent olarak bağlı küçük organik elementlerden yapılan kristalin gözenekli ağlardır. Hidrojen depolama ve katalizde kullanım alanları olan metal-organik çerçevelere (MOF) benzerler. Benzer uygulamalarda COF’lar kullanılmış ancak Leibniz University Hannover’den Jürgen Caro, malzemelerin iyi nanofiltreler üretebileceğini düşündü.
Aslında, COF’lerin ayarlanabilir gözenek büyüklükleri onları ayırma teknolojileri için en önemli adaylar haline getirmektedir. Caro ve ekibi Lanzhou Üniversitesi’nde geliştirilen COF-LZU1 adlı iyi bilinen imine tabanlı bir COF kullandı. COF-LZU1’deki gözenekler, çoğu ilaç molekülünü bloke edebilecek kadar küçük çaplı olup 1.8 nm boyutların dadırlar. Birçok ilaç bileşiği 1.8 nm genişliğindedir. Bu imine dayalı COF’un bir başka avantajı sudaki stabilitesidir.
COF’tan bir filtre oluşturmak için Caro ve ekibinin hatasız ve kararlı kalan ultra ince bir zar yapması gerekiyordu. Bunu destek olarak işlev gören gözenekli seramik alümina tüplerinden başlayarak yaptılar. Ekip 3-aminopropiltrietoksisilan ve daha sonra 1,3,5-triformilbenzen (TFB) ile alüminayı fonksiyonel hale getirdi. Bu modifikasyonlarla araştırmacılar, TFB ve parafenilendiamini yoğunlaştırmak suretiyle COF’ı doğrudan destek üzerine yerleştirebildiler. Böylelikle tüplerdeki nihai COF katmanı 400 nm kalınlığında oldu.
Ekip filtreyi, her biri farmasötik bir molekül için bir referans olarak hizmet eden farklı bir renkli boya içeren beş su numunesi ile test etti. Beş numunenin her biri COF filtresinin diğer tarafından renksiz olarak çıktı. Filtre, yaklaşık 2.36 x 1.74 nm boyutunda olan metil mavisinin % 99.2’sini bloke etmiştir. Filtre, daha küçük boyalar için de işe yaramadı: 1.13 ile 0.42 nm arasında olan metil portakal moleküllerinin % 30’undan daha azını bloke etti.
Caro, filtrenin yüksek konsantrasyonlar ilaç atıklarının olduğu hastanelerdeki kanalizasyondaki ilaç moleküllerini tutabileceğini umuyor.
Jilin Üniversitesi’nde Ying-Wei Yang, Filtrelerin etkileyici olduğunu, ancak filtreleri ticari bir ölçekte yapmanın zor olacağını düşünüyor. “Başlangıç malzemelerinin ve malzeme üretimi sürecinin son derece yüksek maliyeti, ölçeklendirmeyi veya pilot tesis üretimini kesinlikle sınırlayacaktır” diyor. Yang ayrıca, zarın stabilitesi ile ilgili daha fazla verinin elde edilmesini, buna örnek olarak kanalizasyonda görülen asidik ve temel koşullara bakılmasını söylüyor.
Kaynak : ACS
