Modificētu TiO2 nanodaļiņu datormodelēšana, sintēze un īpašību izpēte dezinfekcijas līdzekļiem
Sākums: 01/2022 Noslēgums: 12/2024
Projekta numurs
lzp-2021/1-0464
Finansējums
300 000 EUR
Projekta vadītājs
Dmitrijs Bočarovs, bocharov@latnet.lv
Projektu īsteno
Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts
Zinātnes nozare
Fizika un astronomija; Materiālzinātne
Kopsavilkums
Lai panāktu efektīvu patogēnu dezinfekciju ar minimāliem kaitīgiem blakusproduktiem, nepieciešama vienkārša, rentabla un videi draudzīga tehnoloģija. Mūsdienās ar parastajiem fotokatalizatoriem var veiksmīgi nogalināt mikroorganismus tikai ultravioletā starojuma ietekmē, kas sastāda tikai 4% no saules spektra. Šajā projektā tiks novērtēti jauni fotokatalizatori, kuru pamatā ir ar 3d pārejas metālu leģētas TiO2 nanodaļiņas, sakarā ar to dezinfekcijas aktivitāti un spēju iznīcināt patogēnus redzamās/infrasarkanās gaismas ierosmes dēļ. Pašsterilizācijas funkcionalitāti nodrošinās salikta filtra uzbūve, kuras pamatā ir poraina polimēra plēve, kas modificēta ar pētītām TiO2 nanodaļiņām, ņemot vērā to paredzamās fotokatalītiskās, plazmoniskās un augšupvērstās īpašības. Pieeja, ko mēs plānojam izstrādāt un ieviest šajā pētījumā, apvieno teorētiskas prognozes par fotokatalītiskām, plazmoniskām un augšupvērstām parādībām, balstoties uz (i) datormodelēšanas rezultātiem; (ii) polimēru šķīdumu fāžu apmaiņas parādību izpēti, lai atklātu struktūru vienmērīgai elpošanas gaisa plūsmai; (iii) kompozītu plēvju liešanu, izmantojot slīpēšanas asmens metodi, lai radītu pamatu rūpnieciskai mērogojamībai. Dezinfekcijas efektivitāte tiks pārbaudīta, izmantojot baktērijas un nanoobjektus, kas atdarina koronavīrusus un citus patogēnus. Lai atklātu, vai kaitīgās sugas ir pilnībā inaktivētas, tiks izmantota virsmas pastiprināta Ramana spektroskopija, kas ir ārkārtīgi jutīga metode šīm mērķim.
Projektu konkurss:
Fundamentālo un lietišķo pētījumu projektu 2021. gada atklātais konkurss