archiwum 2006 rok 2006    2008 rok 2008    2010 rok 2010    2012 rok 2012    2014 rok 2014
hex3.jpg
hex5.jpg hex4.jpg
hex6.jpg
  strona główna założenia regulamin kalendarium wskazówki pobierz jury   rejestracja zgłoszone projekty galeria gallery   archiwum kontakt
 
"Filtrować niewidzialne"
Wytworzenie włókninowych materiałów filtracyjnych z wykorzystaniem nano-kompozytowych granulatów"

Anna Jackiewicz1, Paweł Kmuk2
1Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej,
Katedra Inżynierii Procesów Zintegrowanych,
ul. Waryńskiego 1, 00-645 Warszawa
e-mail: a.jackiewicz@ichip.pw.edu.pl

2Secura Nova Sp. z. o.o.,
3 Maja 2/4, 00-391 Warszawa

Czarno-białe nici polimerowe, Warszawa, 2014

Granulat z nanorurkami, Warszawa, 2014

W plątaninie polimerowych włókien, Warszawa, 2014

Opis popularnonaukowy projektu

Gdy na sicie, przez które przelewa się ciecz, nie zostają żadne ślady zanieczyszczeń, może to oznaczać dwie rzeczy: albo ciecz ta jest już naprawdę czysta, albo sito ma zbyt wielkie oczka. Ta dość przewrotna alternatywa przywodzi na myśl nieco złośliwie brzmiące powiedzonko: "Nie ma ludzi zdrowych, są tylko źle zdiagnozowani". Trawestując je można wyprowadzić niepokojące stwierdzenie: "Nie ma czystej wody, jest tylko źle przefiltrowana" - w domyśle: przez sito o zbyt dużych otworach. Przyroda zna filtry o bardzo zróżnicowanym działaniu. Płetwal błękitny, który pochłania 4 tony planktonu na dobę, zatrzymuje w jamie gębowej, precyzyjnie cedząc z antarktycznych wód, kryl o rozmiarach kilkudziesięciu milimetrów. Ten z kolei, również filtrując tę samą wodę, odżywia się proporcjonalnie mniejszymi obiektami - niewielkimi glonami o średnicy nie przekraczającej milimetra. Dla płetwala porcja wody zawierająca wyłącznie takie glony jest zupełnie "czysta", pozbawiona odżywczej wartości. Do najbardziej precyzyjnych filtrów w świecie przyrody należą błony komórkowe, które selektywnie przepuszczają jony o konkretnej średnicy. Taka precyzja jest priorytetem na obecnym etapie ewolucji świata nauki i techniki. W produkcji urządzeń elektronicznych i mechanicznych, w medycynie i farmacji skala mili, czy mikro, jest już niewystarczająca. Najbardziej zaawansowane dziedziny nauk sięgają do nanocząstek, nanorurek, nanowłókien i innych nanoobiektów. Jako produkty uboczne ich produkcji i zastosowania powstają nanozanieczyszczenia. Jeśli pozostaną w powietrzu, glebie i wodzie, zagrożą środowisku i zdrowiu ludzi. Dlatego, podobnie jak w przyrodzie ustabilizowała się równowaga między filtrującymi i filtrowanymi, także i wśród produktów ludzkiej działalności musi nastąpić równoległa ewolucja nanozanieczyszczeń i nanofiltrów. Skutki zdrowotne obecności nanozanieczyszczeń w środowisku nie zostały jeszcze w pełni poznane, jednak wiadomo, że wiele z nich może być bardzo groźnych dla zdrowia, nie ze względu na ich skład ale wielkość. Nie mamy wyboru - w przyszłości żaden nanośmieć nie może się przesmyknąć przez zbyt duże nanooczko nanofiltra.

Streszczenie naukowe

Procesy filtracji są bardzo ważnym obszarem badawczym głównie z powodu ochrony środowiska i zdrowia człowieka oraz ze względów technologicznych. Normy regulujące dopuszczalne stężenia cząstek są coraz surowsze i aby sprostać ich wymaganiom należy udoskonalać stosowane do tej pory metody usuwania tych cząstek, bądź wprowadzać nowe. Bardzo dobrym narzędziem służącym do separacji różnego rodzaju cząstek z gazu i cieczy są włókninowe materiały filtracyjne. Zakres ich zastosowań jest bardzo szeroki (m.in. układy wentylacyjne i klimatyzacyjne, różne gałęzie przemysłu, środki ochrony osobistej, urządzenia codziennego użytku, nowoczesne wysokoprężne silniki diesla). Należałoby tylko wyrazić życzenie, żeby możliwości jakie dają te materiały były szerzej niż dotąd wykorzystywane w przemyśle polskim. Stąd właśnie zrodził się pomysł na niniejszy projekt i wytworzenie innowacyjnego filtra włókninowego zawierającego nanorurki węglowe o specyficznych właściwościach, skutecznie separującego różnego typu zanieczyszczenia. Zaproponowane rozwiązanie będzie pierwszym tego typu na rynku. Pierwszym etapem prac, było wyprodukowanie polimerowych struktur kompozytowych zawierających nanorurki w specjalnie zaprojektowanej do tego celu aparaturze (wytłaczarka dwuślimakowa z dozownikiem bocznym i granulatorem tworzyw sztucznych). Następnie przy użyciu zaawansowanej technologii rozdmuchu stopionego polimeru (melt-blown) wytworzone zostaną włókninowe materiały filtracyjne z wykorzystaniem nano-kompozytowych granulatów. Badania skuteczności filtracji wyprodukowanych materiałów zostaną przeprowadzone na dwóch nowoczesnych stanowiskach pomiarowych znajdujących się w Katedrze Inżynierii Procesów Zintegrowanych WIChiP PW. Warto podkreślić, że jedno z tych stanowisk badawczych jest pierwszym tego typu na świecie stanowiskiem do badania procesu filtracji nanoaerozoli, a więc tych najbardziej niebezpiecznych dla zdrowia ludzi i środowiska.

 

Komitet Organizacyjny

us
paideia

Sponsorzy

Katowice
paideia
Hotel Czarny Las
Aiport Katowice

Patronat medialny

logo

logo

logo

logo

logo