WMU-Forscher erzielt bahnbrechende Fortschritte bei der Filtration giftiger Chemikalien

Dr. Mert Atilhan betreibt in seinem Labor in Floyd Hall revolutionäre technische Forschung.

Die von Atilhan und seinen Studenten entwickelten Geräte können messen, wie viel Gas Polymere und andere Substanzen absorbieren können.

Atilhans Arbeit könnte zu einem umweltfreundlicheren und effizienteren Filtersystem in Fabriken auf der ganzen Welt führen.

Doktorandin Neha Saint spricht mit Atilhan in seinem Labor.

KALAMAZOO, Michigan – Der Klimawandel wird durch die Freisetzung von Kohlenstoff und anderen schädlichen Chemikalien in die Atmosphäre vorangetrieben. Ein Professor der Western Michigan University arbeitet an einer revolutionären Methode, diese Partikel einzufangen, bevor sie Schaden anrichten können.

Dr. Mert Atilhan , außerordentlicher Professor für Chemie- und Papiertechnik, und sein Forschungsteam aus Studenten und Forschern anderer Universitäten haben eine Möglichkeit entdeckt, Polymere so zu modifizieren, dass sie Gase einschließen, ohne ihre Integrität zu beeinträchtigen. In der Praxis könnten die Polymere wie kleine, korngroße Pellets aussehen, die in großen Behältern neben einer Industrieanlage untergebracht sind.

„Was auch immer Sie aus dieser Anlage entfernen, es wird das Gas fressen und sauberes Gas zurück in die Atmosphäre schicken. Und es wird weiterhin Kohlendioxid oder Stickoxide ansammeln, was auch immer an schädlichen Stoffen darin enthalten sein mag“, sagt Atilhan. Dies könnte zu einem umweltfreundlicheren und effizienteren Filtersystem in Fabriken auf der ganzen Welt führen.

Atilhans Arbeit, die in der Zeitschrift „Nature Energy“ veröffentlicht wurde, ist revolutionär, weil sie einen Prozess, der in der Vergangenheit langsam und unbeständig war, rationalisiert – eine Art „Flaschenschiff“-Methode, die das erzeugt und verändert Polymer gleichzeitig.

„Man hat vielleicht ein vielversprechendes Material, das ein gutes Potenzial zum Einfangen von Gasen hat, aber manchmal versagt es aufgrund der chemischen Modifikation“, sagt er. „Aber unsere Methode zeigt eine alternative und sehr effektive Methode, die jedes Polymer aufnehmen kann, das poröse ist und das Potenzial hat, (Gase wie) Kohlendioxid oder Methan einzufangen, und … Sie können es an das spezifische Gas anpassen, auf das Sie abzielen.“ ohne alle wichtigen Polymereigenschaften zu verlieren oder zu beeinträchtigen.“

Aufbauend auf dieser transformativen Arbeit haben Atilhan und sein Team mit ihrer neuesten Veröffentlichung in „Nature Communications“ erneut Schlagzeilen gemacht. In ihrer neuesten Forschung haben sie eine einfache, aber innovative Methode entwickelt, um spezielle Polymere – schwammartige Materialien – so zu optimieren, dass sie schädliche Gase noch effektiver einfangen, ohne ihre wesentlichen Eigenschaften zu verlieren.

„Es ist wie die Feinabstimmung eines Musikinstruments, um den perfekten Klang zu erzielen. Wir optimieren diese Materialien, um bestimmte schädliche Gase effizienter und kostengünstiger einzufangen“, verdeutlicht Atilhan die möglichen Auswirkungen dieser bahnbrechenden Forschung auf den Umweltschutz.

Herkömmliche Filtermethoden sind teuer, ineffizient und für die Regeneration oft auf fossile Brennstoffe angewiesen. Atilhans effizienter, nachhaltiger Prozess könnte bahnbrechend sein. Es erregt bereits die Aufmerksamkeit eines großen internationalen Öl- und Gasunternehmens.

Ahmad al-Bodour passt die Ausrüstung in Atilhans Labor an.

„Auf der ganzen Welt arbeiten Menschen daran. Aber unser Ansatz ist wirklich einzigartig“, sagt Atilhan. „Wir versuchen, unsere Geräte so zu konstruieren, dass sie wirklich schnell und wirklich wirtschaftlich machbar sind, sodass jeder sie überall auf der Welt nutzen kann.“

Und es bleibt nicht bei Gasen; Atilhans Team erstellt ein Toolkit, mit dem Benutzer ihre Filtertechniken an ihre eigenen Zwecke anpassen können – von der dauerhaften Entfernung schädlicher Chemikalien aus dem Wasser bis hin zur Auswaschung von Giftstoffen aus Kunststoffprodukten.

„Wir verwenden natürliche Materialien, deren Gewinnung sehr wirtschaftlich ist, und wir verwenden sie zur Herstellung von Gelen, die auf Filterpapier aufgetragen werden. Sobald es durch Wasser geleitet wird, das mit PFAS kontaminiert ist, fängt es die PFAS durch diese natürlichen Verbindungen ein.“ ."

Studierende spielen eine aktive Rolle bei der bahnbrechenden Forschung, die in Atilhans Labor läuft.Ahmad al-Bodor , ein Doktorand des Chemieingenieurwesens und Forschungsassistent, half bei der Entwicklung einer einzigartigen Maschine zur Hochdruckgaserfassung, um die Wirksamkeit von Polymeren und anderen porösen Materialien zu messen. Die von ihm geleistete Arbeit wird ihm einen Vorsprung gegenüber seinen Kollegen verschaffen, wenn er sich dem Abschluss seiner Doktorarbeit nähert.

„Ich habe von (Dr. Atilhan) viel über das Forschungsdenken und die Werkzeuge gelernt, die ich für die Forschung benötige. Daher denke ich, dass ich aus seinem Labor genug Wissen habe, um auf die nächste Ebene zu gelangen“, sagt er.

Das ist Atilhans Ziel: Durch erfahrungsorientierte Ausbildung die nächste Generation von Ingenieuren heranzubilden, die an der Spitze der Entdeckungen im Zusammenhang mit den chemischen Herausforderungen der Zukunft stehen.

„Ich sage (meinen Schülern): ‚Dies ist Ihre Basis, um hereinzukommen und zu lernen. Was auch immer ich weiß, gehört Ihnen; Wissen ist etwas, das Sie teilen können. Und wenn Sie bis zum Abschluss nicht mehr wissen als ich, dann ich.‘ Ich mache meinen Job nicht.“

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