دونده‌ای را تصور کنید که برای بررسی زمان خود نیازی به حمل کرنومتر یا تلفن همراه ندارد: او می‌تواند فقط به صفحه نمایش درخشان کرنومتر در پشت دستش خیره شود.
چنین رابط‌های انسان و ماشین دیگر علمی تخیلی نیستند، اما هنوز راه درازی تا تبدیل شدن به جریان اصلی دارند.
اکنون، محققانی که در ACS Materials Letters گزارش می‌دهند، یک دستگاه ساطع کننده نور کششی توسعه داده‌اند که با ولتاژهای پایین کار می‌کند و برای پوست انسان بی‌خطر است.
اخیراً، دانشمندان دستگاه‌های ساطع‌کننده نور کششی به نام نمایشگرهای الکترولومینسانس جریان متناوب (ACEL) توسعه داده‌اند که می‌توانند مانند یک خالکوبی موقت روی پوست یا سطوح دیگر چسبانده شوند.
با این حال، این نمایشگرها برای دستیابی به روشنایی کافی به ولتاژهای نسبتاً بالایی نیاز دارند که می‌تواند نگرانی‌های ایمنی ایجاد کند.
بنابراین، دشنگ کونگ و همکارانش می‌خواستند یک ACEL توسعه دهند که بتواند با ولتاژهای پایین‌تر کار کند و همچنین برای پوست انسان ایمن‌تر باشد.
محققان برای ساخت دستگاه خود، یک لایه الکترولومینسانس، ساخته شده از میکروذرات ساطع کننده نور پراکنده در یک ماده دی الکتریک کشسان، را بین دو الکترود نانوسیم نقره‌ای انعطاف‌پذیر قرار دادند.
این دستگاه حاوی نوع جدیدی از ماده دی الکتریک، به شکل نانوذرات سرامیکی تعبیه شده در یک پلیمر لاستیکی بود که در مقایسه با نمایشگرهای ACEL موجود، روشنایی را افزایش می‌داد.
آنها از این ماده برای ساخت یک نمایشگر کرونومتر چهار رقمی استفاده کردند که آن را روی دست یک داوطلب نصب کردند. در ولتاژهای پایین، نمایشگر کشسان به اندازه کافی روشن بود که در زیر نور داخلی دیده شود.
محققان می‌گویند این نمایشگر کشسان روشن می‌تواند طیف گسترده‌ای از کاربردها را در پوشیدنی‌های هوشمند، رباتیک نرم و رابط‌های انسان و ماشین پیدا کند.
مشتق مرکبات، چوب شفاف را ۱۰۰ درصد تجدیدپذیر می‌کند
پنج سال پس از معرفی مصالح ساختمانی چوبی شفاف، محققان سوئدی آن را به سطح دیگری ارتقا داده‌اند.
آنها با تزریق چوب به یک پلاستیک زیستی شفاف ساخته شده از مرکبات، راهی برای ساخت کامپوزیت خود ۱۰۰ درصد تجدیدپذیر و شفاف‌تر پیدا کرده‌اند.
از زمان معرفی اولیه آن در سال ۲۰۱۶ ("پنجره‌های چوبی، سوئدی‌ها ماده چوبی شفاف را برای ساختمان‌ها و سلول‌های خورشیدی توسعه می‌دهند")، چوب شفاف توسط محققان موسسه فناوری سلطنتی KTH به عنوان یکی از نوآورانه‌ترین مصالح ساختاری جدید برای ساخت و ساز ساختمان توسعه داده شده است.
این ماده نور طبیعی را از خود عبور می‌دهد و حتی می‌تواند انرژی حرارتی را ذخیره کند.
کلید تبدیل چوب به یک ماده کامپوزیت شفاف، حذف لیگنین آن است که جزء اصلی جذب نور در چوب است.
اما منافذ خالی باقی مانده در اثر عدم وجود لیگنین باید با چیزی پر شوند که استحکام چوب را بازیابی کرده و به نور اجازه نفوذ دهد.
در نسخه‌های اولیه این کامپوزیت، محققان مرکز علوم چوب والنبرگ KTH از پلیمرهای مبتنی بر فسیل استفاده کردند.
اکنون، محققان با موفقیت یک جایگزین سازگار با محیط زیست را آزمایش کرده‌اند: اکریلات لیمونن، مونومری ساخته شده از لیمونن.
آنها نتایج خود را در Advanced Science ("کامپوزیت‌های زیستی چوبی با کارایی بالا، کاملاً زیستی و از نظر نوری شفاف") گزارش کردند.
از آب پرتقال تا مصالح ساختمانی
سلین مونتاناری، نویسنده اصلی و دانشجوی دکترا، می‌گوید: «این لیمونن اکریلات جدید از مرکبات تجدیدپذیر، مانند ضایعات پوست که می‌توانند از صنعت آب پرتقال بازیافت شوند، ساخته شده است.»
محققان گزارش می‌دهند که این کامپوزیت جدید، انتقال نوری ۹۰ درصد را در ضخامت ۱.۲ میلی‌متر و کدورت بسیار کم ۳۰ درصد ارائه می‌دهد. برخلاف سایر کامپوزیت‌های چوبی شفاف که در پنج سال گذشته توسعه یافته‌اند، ماده توسعه‌یافته در KTH برای استفاده در سازه‌ها در نظر گرفته شده است.
این ماده عملکرد مکانیکی سنگینی را نشان می‌دهد: با استحکام ۱۷۴ مگاپاسکال (۲۵.۲ کیلوپاسکال) و الاستیسیته ۱۷ گیگاپاسکال (یا حدود ۲.۵ مگاپاسکال).
با این حال، پروفسور لارس برگلند، رئیس بخش فناوری فیبر و پلیمر KTH، می‌گوید که پایداری همواره برای گروه تحقیقاتی در اولویت بوده است.
برگلند می‌گوید: «جایگزینی پلیمرهای مبتنی بر فسیل یکی از چالش‌هایی بوده است که ما در ساخت چوب شفاف پایدار داشته‌ایم.»
او می‌گوید ملاحظات زیست‌محیطی و به اصطلاح شیمی سبز در کل کار نفوذ کرده‌اند.
این ماده بدون حلال ساخته شده است و تمام مواد شیمیایی از مواد اولیه زیستی گرفته شده‌اند.
زمینه‌های بالقوه برای فناوری نانو
برگلند می‌گوید پیشرفت‌های جدید می‌تواند طیف وسیعی از کاربردها، مانند فناوری نانو در چوب، را که هنوز کشف نشده‌اند، امکان‌پذیر کند.
امکانات شامل پنجره‌های هوشمند چوبی برای ذخیره‌سازی گرما از چوب است که دارای عملکرد روشنایی داخلی است، حتی یک لیزر چوبی.
برگلند می‌گوید: «ما بررسی کرده‌ایم که نور به کجا می‌رود و وقتی به سلولز برخورد می‌کند چه اتفاقی می‌افتد. مقداری از نور مستقیماً از چوب عبور می‌کند و ماده را شفاف می‌کند.
مقداری از نور در زوایای مختلف شکسته و پراکنده می‌شود و جلوه‌های دلپذیری در کاربردهای روشنایی ایجاد می‌کند.»
این تیم همچنین با گروه فوتونیک سرگئی پوپوف در KTH همکاری می‌کند تا امکانات فناوری نانو را بیشتر بررسی کند.
طبق تحقیقات جدید، نانوذرات طلا که به دلیل ترکیب مفید خواصشان، کاربردهایی از الکترونیک گرفته تا زیست‌پزشکی دارند، ممکن است به آن اندازه که معمولاً تصور می‌شود در محیط پایدار نباشند.
با افزایش استفاده از نانوذرات در محصولات مصرفی، این ذرات مهندسی‌شده با تجزیه و دور ریخته شدن اقلام، راه خود را به خاک‌ها و سیستم‌های آبی پیدا می‌کنند. دانشمندان عموماً فرض می‌کردند که نانوذرات فلزی، به‌ویژه طلا، به اندازه کافی بی‌اثر هستند که در محیط پایدار بمانند.
با این حال، اکنون، گرگوری وی. لوری و همکارانش از مرکز پیامدهای زیست‌محیطی نانوفناوری، دانشگاه کارنگی ملون، دانشگاه دوک و دانشگاه کنتاکی، این فرض را به چالش می‌کشند.
این تیم با استفاده از یک کپی از محیط تالاب آب شیرین طبیعی در فضای باز، که به عنوان «مزوکاسم» شناخته می‌شود، دریافت که دوزهای کمی از نانوذرات طلا (Au-NPs) که به تدریج وارد سیستم می‌شوند، بدون تغییر باقی نمی‌مانند، بلکه طی چند ماه توسط گیاهان آبزی تجزیه می‌شوند.
Egeria densa، بومی برزیل، نوعی ماکروفیت است که در آب شیرین رشد می‌کند.
در طول یک دوره زمانی نه ماهه، E. densa تقریباً 70٪ از نانوذرات طلا وارد شده به سیستم را به کمپلکس‌های سیانید، هیدروکسید و تیول تبدیل و انباشته کرد.
پس از اتصال به گیاهان، تمام طلا به کمپلکس تبدیل می‌شود و هیچ طلای فلزی خالصی باقی نمی‌ماند.
مارک آر. ویزنر، استاد جیمز بی. دوک و رئیس دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست در دانشگاه دوک، می‌گوید: «ما کاملاً غافلگیر شدیم، نانوذراتی که قرار بود پایدارترین باشند، از همه ناپایدارتر شدند.»
محققان اصلاً به دنبال این اثر نبودند. در واقع، این مطالعه برای بررسی رفتار محیطی نانوذرات نیتروژن، فسفر و هیدروکسید مس از آفت‌کش‌ها و کودهای تجاری انجام شده بود.
لاوری توضیح می‌دهد: «نانوذرات طلا به عنوان ردیاب رفتارهای نانوذرات استفاده شدند. ما از یک ورودی طولانی مدت و با غلظت کم نانوذرات استفاده کردیم که به ما امکان مشاهده ورود آنها به چرخه بیوژئوشیمیایی طبیعی را می‌داد.
این امر به هیچ روش دیگری قابل مشاهده نبود و قبل از مطالعه ما نیز مشاهده نشده بود.»
سرنخ این نتیجه شگفت‌انگیز زمانی به دست آمد که محققان کلونی‌های باکتری‌هایی را که به عنوان بیوفیلم شناخته می‌شوند و روی شاخه‌ها و برگ‌های ماکروفیت‌ها رشد می‌کنند، بررسی کردند.
به نظر می‌رسد این بیوفیلم‌ها قادر به حل کردن نانوذرات طلا در عرض چند روز هستند. محققان معتقدند راز این قابلیت این است که میکروارگانیسم‌های تشکیل‌دهنده بیوفیلم، سیانید را به عنوان یک محصول جانبی ترشح می‌کنند که به عنوان کاتالیزوری برای انحلال زیستی ذرات فلزی عمل می‌کند.
لوری می‌گوید: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که نانوذرات، حتی اگر از نظر ترمودینامیکی بسیار پایدار باشند، می‌توانند با سرعت بالایی هنگام ورود به محیط‌های آبی پیچیده بیولوژیکی تغییر شکل دهند.
از آنجایی که این تغییر شکل‌ها بر تحرک، پایداری و سمیت نانوذرات برای محیط زیست تأثیر می‌گذارند، این یافته برای تحقیقات آینده که پیش‌بینی رفتار نانوذرات را مد نظر قرار می‌دهند، بسیار مهم است.»
گیاهان و اکوسیستم‌های آبی، به ویژه آن‌هایی که شامل گونه‌های باکتریایی ناسازگار با محیط‌های فلزی هستند، می‌توانند به محل تجمع نانوذرات فلزی تبدیل شوند.
فرآیندهای مشابه می‌توانند بر بسیاری از نانوذرات فلزی دیگر و تجزیه آنها در محیط‌های آبی تأثیر بگذارند.
این تیم اکنون اصرار دارد که مطالعاتی که سرنوشت بلندمدت نانوذرات فلزی را در محیط ارزیابی می‌کنند، این تحولات بیولوژیکی را نیز در نظر بگیرند.
دیوید اسپورجن از مرکز بوم‌شناسی و هیدرولوژی بریتانیا توضیح می‌دهد: «به‌طور فزاینده‌ای مشخص شده است که مطالعات مربوط به سرنوشت و رفتار نانومواد باید تعاملات شیمیایی و زیستی را در مقیاس‌های زمانی طولانی‌تری نسبت به مقیاس‌های زمانی معمول در آزمایش‌های آزمایشگاهی در نظر بگیرند.»
او می‌افزاید، سیستم‌های مزوکازم ابزارهای مهمی برای چنین ارزیابی‌هایی هستند، زیرا به گونه‌های مختلف اجازه می‌دهند تا در شرایط طبیعی در دوره‌های زمانی طولانی‌تری نسبت به آزمایش‌های آزمایشگاهی معمول، با هم تعامل داشته باشند.
او می‌گوید: «این کار دقیقاً همان نوع بینش جدیدی را ارائه می‌دهد که می‌تواند از یک آزمایش مزوسکَس ناشی شود.
برخلاف فرضیات قبلی مبنی بر اینکه نانوذرات طلا در محیط‌های آب شیرین پایدار هستند، مطالعات آنها نشان می‌دهد که نانوذرات طلا در عوض توسط گونه‌های گیاهی غالب در سیستم (در این مورد، E. densa) زیست‌تبدیل و جذب می‌شوند.»
اسپورجن معتقد است که آزمایش‌ها، زیست‌تبدیل نانوذرات طلا را در یک سیستم با پیچیدگی بیولوژیکی کمتر، یا در دوره‌های زمانی کوتاه‌تر، یا اگر غلظت‌های بسیار بالای نانوذرات طلا وارد سیستم شده بود، نشان نمی‌دادند.
او می‌گوید اکنون مطالعات بیشتری برای درک کامل مکانیسم‌های عملکردی زیربنایی دگرگونی نانوذرات طلا، نقش آنها در چرخه ژئوشیمیایی و سرنوشت آنها در سیستم‌های آبی مورد نیاز است.
طراحی کاتد جدید، عملکرد باتری نسل بعدی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد
تیمی به رهبری پروفسور ژائو تیانشو، استاد مهندسی و محیط زیست چئونگ یینگ چان، استاد ارشد مهندسی مکانیک و هوافضا و مدیر موسسه انرژی HKUST، یک مفهوم طراحی کاتد جدید برای باتری لیتیوم-گوگرد (Li-S) ارائه داده‌اند که عملکرد این نوع باتری نسل بعدی امیدوارکننده را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.
باتری‌های Li-S به عنوان جایگزین‌های جذابی برای باتری‌های لیتیوم-یون (Li-ion) که معمولاً در تلفن‌های هوشمند، وسایل نقلیه الکتریکی و پهپادها استفاده می‌شوند، در نظر گرفته می‌شوند.
این باتری‌ها به دلیل چگالی انرژی بالای خود شناخته می‌شوند، در حالی که جزء اصلی آنها، گوگرد، فراوان، سبک، ارزان و سازگار با محیط زیست است.
باتری‌های Li-S می‌توانند چگالی انرژی بیش از ۵۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم ارائه دهند که به طور قابل توجهی بهتر از باتری‌های لیتیوم-یونی است که به حداکثر ظرفیت خود یعنی ۳۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم می‌رسند.
چگالی انرژی بالاتر به این معنی است که برد تقریبی ۴۰۰ کیلومتری یک وسیله نقلیه الکتریکی که با باتری‌های لیتیوم-یونی کار می‌کند، در صورت استفاده از باتری‌های Li-S می‌تواند به طور قابل توجهی به ۶۰۰ تا ۸۰۰ کیلومتر افزایش یابد.
اگرچه نتایج هیجان‌انگیزی در مورد باتری‌های Li-S توسط محققان در سراسر جهان به دست آمده است، اما هنوز شکاف بزرگی بین تحقیقات آزمایشگاهی و تجاری‌سازی این فناوری در مقیاس صنعتی وجود دارد.
یکی از مسائل کلیدی، اثر شاتل پلی‌سولفید باتری‌های Li-S است که باعث نشت تدریجی مواد فعال از کاتد و خوردگی لیتیوم می‌شود و در نتیجه چرخه عمر باتری کوتاه می‌شود. چالش‌های دیگر شامل کاهش مقدار الکترولیت در باتری و در عین حال حفظ عملکرد پایدار باتری است.
برای پرداختن به این مسائل، تیم پروفسور ژائو با محققان بین‌المللی همکاری کرد تا یک مفهوم طراحی کاتد را پیشنهاد دهد که می‌تواند به عملکرد خوب باتری Li-S دست یابد.
دسته ماکرومتخلخل بسیار جهت‌دار می‌تواند گوگرد را به طور یکنواخت در خود جای دهد، در حالی که مکان‌های فعال فراوانی در داخل گروه تعبیه شده‌اند تا پلی‌سولفید را به شدت جذب کنند و اثر شاتل و خوردگی فلز لیتیوم را از بین ببرند.
با ارائه یک اصل طراحی برای کاتد گوگرد در باتری‌های Li-S، تیم مشترک چگالی انرژی باتری‌ها را افزایش داد و گامی بزرگ به سوی صنعتی شدن باتری‌ها برداشت.
پروفسور ژائو گفت: «ما هنوز در میانه تحقیقات اولیه در این زمینه هستیم. با این حال، مفهوم طراحی الکترود جدید ما و پیشرفت مرتبط با آن در عملکرد، گامی بزرگ به سوی استفاده عملی از باتری نسل بعدی است که حتی قدرتمندتر و بادوام‌تر از باتری‌های لیتیوم‌یون امروزی است.»
حباب‌های کوچک می‌توانند مشکلات بزرگی را حل کنند، میکروحباب‌ها با قطر حدود ۱ تا ۵۰ میکرومتر کاربردهای گسترده‌ای دارند.
آنها برای دارورسانی، تمیز کردن غشا، کنترل بیوفیلم و تصفیه آب استفاده می‌شوند.
آنها به عنوان محرک در دستگاه‌های آزمایشگاهی روی تراشه برای اختلاط میکروفلوئیدیک، چاپ جوهرافشان و مدارهای منطقی و در لیتوگرافی فوتونیک و تشدیدگرهای نوری به کار رفته‌اند.
همچنین آنها به طور قابل توجهی در تصویربرداری زیست‌پزشکی و کاربردهایی مانند به دام انداختن و دستکاری DNA نقش داشته‌اند.
با توجه به طیف گسترده کاربردهای میکروحباب‌ها، روش‌های زیادی برای تولید آنها توسعه داده شده است، از جمله فشرده‌سازی جریان هوا برای حل کردن هوا در مایع، سونوگرافی برای القای حباب در آب و پالس‌های لیزر برای آشکارسازی زیرلایه‌های غوطه‌ور در مایعات.
با این حال، این حباب‌ها تمایل دارند به طور تصادفی در مایع پراکنده شوند و نسبتاً ناپایدار باشند.
به گفته بائوهوا جیا، استاد و مدیر بنیانگذار مرکز انتقال مواد در دانشگاه فناوری سوینبرن، "برای کاربردهایی که نیاز به موقعیت و اندازه دقیق حباب و همچنین پایداری بالا دارند به عنوان مثال، در کاربردهای فوتونیک مانند تصویربرداری و به دام انداختن، ایجاد حباب‌ها در موقعیت‌های دقیق با حجم، انحنا و پایداری قابل کنترل ضروری است."
جیا توضیح می‌دهد که برای ادغام در پلتفرم‌های بیولوژیکی یا فوتونیک، بسیار مطلوب است که میکروحباب‌های کنترل‌شده و پایدار با استفاده از تکنیکی سازگار با فناوری‌های پردازش فعلی ساخته شوند.
بادکنک‌های گرافنی
جیا و دیگر محققان دانشگاه فناوری سوینبرن اخیراً با محققانی از دانشگاه ملی سنگاپور، دانشگاه راتگرز، دانشگاه ملبورن و دانشگاه موناش همکاری کردند تا روشی برای تولید میکروحباب‌های گرافنی با کنترل دقیق روی سطح شیشه با استفاده از پالس‌های لیزر توسعه دهند.
گزارش آنها در مجله Advanced Photonics که توسط همکارانشان بررسی شده و دسترسی آزاد دارد، منتشر شده است.
این گروه از مواد اکسید گرافن استفاده کردند که از یک فیلم گرافن تزئین شده با گروه‌های عاملی اکسیژن تشکیل شده است.
گازها نمی‌توانند از مواد اکسید گرافن عبور کنند، بنابراین محققان از لیزر برای تابش موضعی فیلم اکسید گرافن استفاده کردند تا گازهایی تولید کنند که درون فیلم محصور شوند و میکروحباب‌هایی مانند بادکنک تشکیل دهند.
هان لین، پژوهشگر ارشد دانشگاه سوینبرن و نویسنده اول مقاله، توضیح می‌دهد: «به این ترتیب، موقعیت میکروحباب‌ها را می‌توان به خوبی توسط لیزر کنترل کرد و میکروحباب‌ها را می‌توان به دلخواه ایجاد و حذف کرد. در عین حال، مقدار گازها را می‌توان با منطقه تابش و قدرت تابش کنترل کرد. بنابراین، می‌توان به دقت بالایی دست یافت.»
چنین حباب با کیفیتی را می‌توان برای دستگاه‌های پیشرفته اپتوالکترونیکی و میکرومکانیکی با نیازهای دقت بالا استفاده کرد.
محققان دریافتند که یکنواختی بالای لایه‌های اکسید گرافن، میکروحباب‌هایی با انحنای کروی کامل ایجاد می‌کند که می‌توانند به عنوان لنزهای بازتابی مقعر استفاده شوند.
به عنوان نمونه، آنها از لنزهای بازتابی مقعر برای متمرکز کردن نور استفاده کردند.
این تیم گزارش می‌دهد که این لنز، نقطه کانونی با کیفیت بالا را در شکل بسیار خوبی ارائه می‌دهد و می‌تواند به عنوان منبع نور برای تصویربرداری میکروسکوپی مورد استفاده قرار گیرد.
لین توضیح می‌دهد که لنزهای بازتابی همچنین قادر به متمرکز کردن نور در طول موج‌های مختلف در همان نقطه کانونی بدون انحراف رنگی هستند.
این تیم تمرکز یک نور سفید فوق پهن باند، که محدوده مرئی تا نزدیک به مادون قرمز را پوشش می‌دهد، با همان عملکرد بالا را نشان می‌دهد، که به ویژه در میکروسکوپی فشرده و طیف‌سنجی مفید است.
جیا اظهار می‌کند که این تحقیق "مسیری برای تولید میکروحباب‌های بسیار کنترل شده به دلخواه و ادغام میکروحباب‌های گرافن به عنوان اجزای نانوفوتونی پویا و با دقت بالا برای دستگاه‌های آزمایشگاهی روی تراشه کوچک، همراه با کاربردهای بالقوه گسترده در طیف‌سنجی با وضوح بالا و تصویربرداری پزشکی" فراهم می‌کند.
تبدیل محصولات جانبی کشاورزی به ماده‌ای برای تصفیه هوا
دانشگاه کوردوبا یک ماده زیست‌تخریب‌پذیر ساخته شده با نانوسلولز و ذرات فوتوکاتالیستی را برای رفع آلودگی کارآمد هوای شهری توسعه داده است.
آلودگی هوا و غلظت بالای آن در شهرها به دلیل اثرات مضر آن بر محیط زیست و همچنین بر سلامت انسان، یکی از مشکلات پیش روی جامعه امروز است.
یکی از دلایل این آلودگی، افزایش انتشار اکسید نیتروژن است که عمدتاً به دلیل استفاده از سوخت‌های فسیلی است.
در حالی که انتشار این گازها در حال کاهش است، فوتوکاتالیز به ابزاری برای رفع آلودگی هوا در شهرها تبدیل شده است: موادی به نام نیمه‌رساناها ایجاد می‌شوند که در تماس با آلاینده، تحت تأثیر نور ماوراء بنفش، باعث تخریب آن می‌شوند و در نتیجه غلظت آن را در هوا کاهش می‌دهند.
دو گروه تحقیقاتی دانشگاه کوردوبا، متعلق به موسسه شیمی انرژی و محیط زیست (IQUEMA)، و گروه شیمی معدنی و مهندسی شیمی، در حال کار بر روی تولید این مواد بوده‌اند.
این تیم که توسط گروه‌های BioPrEn و شیمی معدنی تشکیل شده است، مواد زیست‌تخریب‌پذیر را برای تثبیت نانوذرات با فعالیت فوتوکاتالیستی (در این مورد، دی‌اکسید تیتانیوم) به دست آورده است که قدرت و در نتیجه اثر ضدعفونی‌کنندگی را افزایش می‌دهد.
پیشرفت‌های حاصل از این کار شامل "اول، ایجاد یک محیط زیست‌تخریب‌پذیر بر اساس نانوسلولز، به‌دست‌آمده از ضایعات کشاورزی؛ و دوم، توسعه یک فرآیند اصلاح سطح این نانوذرات است که منجر به پراکندگی و بی‌حرکتی بیشتر آنها و در نتیجه افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی می‌شود،" توضیحات این مقاله توسط یکی از نویسندگان بنام محقق ادواردو اسپینوزا داده شده است.
این پیشرفت دو جنبه دارد: می‌توان با بازیابی نوعی از ضایعات کشاورزی، یک ماده پایدار ایجاد کرد (و بدین ترتیب به اقتصاد چرخشی کمک کرد) و فرآیند تثبیت نانوذرات فوتوکاتالیستی در این محیط زیست تخریب‌پذیر ساده می‌شود.
در واقع، مزیت آن تصاعدی است، زیرا نتیجه آن، پاکسازی بیشتر هوا به دلیل تخلخل و ماهیت سه‌بعدی ماده است، به این معنی که ذرات فوتوکاتالیستی بیشتری در مقایسه با یک ماده مات یا ماده‌ای که فقط یک سطح آن در معرض نور قرار می‌گیرد، در معرض نور ماوراء بنفش قرار می‌گیرند.
چه شکلی است؟ کجا استفاده می‌شود؟
کسانی که این ماده را ببینند، فوم سبک و جامدی را تشخیص می‌دهند، اما با چگالی بسیار کم، شبیه به پوشش‌های عایق مورد استفاده در ساخت و ساز.
اسپینوزا می‌گوید برای انجام ضدعفونی کردن، "می‌توان از آن به عنوان یک فیلتر متخلخل استفاده کرد که جریان گاز از آن عبور می‌کند، همیشه در معرض نور ماوراء بنفش قرار دارد و گاز بدون آلودگی خارج می‌شود.
بنابراین، به عنوان مثال، گازهای آزاد شده توسط صنعت، تقریباً عاری از اکسیدهای نیتروژن خارج می‌شوند.
گام بعدی در این تحقیق، اصلاح ذره فوتوکاتالیستی به گونه‌ای است که بدون نیاز به منابع ماوراء بنفش، نسبت به نور طیف مرئی حساس‌تر باشد.
به این ترتیب، قدرت فوتوکاتالیستی تنها توسط نور خورشید فعال می‌شود و این نوع فناوری را می‌توان در منسوجات و سایر انواع مواد به کار برد و در نتیجه می‌توان غلظت گازها را تنها از طریق قرار گرفتن در معرض خورشید کاهش داد.
