En forskargrupp ledd av professor Jyh-Ming Wu vid institutionen för materialvetenskap och teknik vid National Tsing Hua University (NTHU) i Taiwan har nyligen utvecklat två piezoelektriska kompositmaterial utvunna från vanliga avfallsprodukter. Den ena är en ny typ av katalysator som utvinns från kasserade risskal och som kan behandla industriellt avloppsvatten 90 gånger snabbare än de fotokatalysatorer som nu används. Den andra är ett material som utvinns från kasserade bläckfiskben och har använts för att producera en självsanerande genomskinlig film som lämpar sig för användning som skydd på mobiltelefonskärmar, hissknappar, dörrhandtag, etc.

Organiskt industriellt avloppsvatten behandlas vanligtvis med hjälp av fotokatalysatorer; dock, konventionella fotokatalysatorer kräver tillräckligt med ljus, och avloppsvatten är vanligtvis inte särskilt genomskinligt, så effektiviteten tenderar att vara låg. Med detta problem i åtanke, Wus forskargrupp extraherade kiseldioxid från risskal och tillsatte sedan molybden och svavel för att producera ett piezoelektriskt kvartskompositmaterial. Materialet kan injiceras i en fabriks avloppsvattenledning där trycket som genereras av vattenflödet hjälper till att rena föroreningarna utan att behöva något ljus.

Denna nya typ av kvartskomposit piezoelektriskt material kan också klara av de svårbehandlade färgämnen som finns i avloppsvattnet som produceras av textilfabriker. Professor Wu visade detta genom att hälla kvartskompositpulvret i en bägare med vatten färgad med färgämnen, blanda in det genom att försiktigt röra om bägaren; inom några minuter, vattnet har blivit helt klart.

Wu förklarade att det som gör detta nya material så effektivt är tillsatsen av molybden och svavel under produktionsprocessen; som ett resultat, bitar av molybdendisulfid växer på kvartsstaven - som ser ut som en musblomma - vilket ökar kontaktytan mellan materialet och avloppet, vilket gör behandlingen mer effektiv.

Wu betonade att förutom rening av avloppsvatten, detta material kan också användas för att producera väte, som kan samlas in och användas för att producera energi; dessutom, detta piezoelektriska material återanvändbart och biologiskt nedbrytbart, tillhandahålla en typ av avloppsvattenrening som är billig, bekväm, effektiv och miljövänlig.

Forskargruppens arbete har nyligen presenterats i internationella tidskrifter Avancerade material och Avancerade funktionella material , och deras kvartskompositmaterial har redan fått patent i Taiwan och USA.

Wus forskargrupp har också lyckats utvinna kitin från bläckfiskben och använda det för att producera ett nytt piezoelektriskt kompositmaterial som är lämpligt för att producera en transparent film som genomgår självsterilisering när den berörs, vilket gör den mycket lämplig som skärmskydd för olika föremål på offentliga platser, såsom automatiserade biljettautomater.

Wu visade filmens desinficerande effekt genom att smeta in ett prov med Escherichia coli, applicera tryck i 25 minuter, ta sedan bort trycket och vänta fem minuter. Efter fem upprepningar av denna procedur, Escherichia coli reducerades med 76 %.

Kitinet som används för att göra detta nya piezoelektriska material kan också utvinnas från räkor, krabbskal och bläckfiskben, och den kan också tillverkas med hjälp av bionisk teknologi. På grund av dess lämplighet för att producera en självsteriliserande transparent film för att täcka skärmar, som de som används på mobiltelefoner, detta nya material kan spela en nyckelroll för att bekämpa spridningen av infektionssjukdomar.